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专利号: 2021112007514
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于机器视觉的混凝土抗渗自动检测方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1:首先设置如下参数:逐步加压上限和下限值、维持压力试验时长参数d、图像数据采集频率参数q、机器视觉判定误差参数θ、渗水判断持续时间参数β以及渗水试件发生最低个数k,1=

步骤2:获取混凝土抗渗自动检测装置工作台上待检测试件正上方俯视视觉图像;

步骤3:每隔q秒钟自动抓取一张试件图像,任意的ti时刻(ti>q)抓取的图像A,ti+q时刻抓取的图像B,将图像A和图像B可表示成为n维度向量,A=[A1,A2,…,An],B=[B1,B2,...,Bn],计算图像A和图像B的余弦相似度θ;

步骤4:在ti+q时刻,判断图像A和B的相似度sim(A,B)值大于等于机器视觉判定误差参数θ,则未出现渗水现象,继续进行抗渗试验;如果sim(A,B)值小于θ,则试件出现疑似渗水现象,记录疑似点图像为Y,保存视频证据数据,并自动保存图像A和图像B、时间、水压数据,转步骤5;

步骤5:将图像A和图像B逻辑分割为独立的m个部分P1‑Pm,分别计算图像A的m个区域AS1‑ASm和图像B的m个区域BS1‑BSm中的m个区域的各自的相似度sim(AS1,BS1)、sim(AS2,BS2)、sim(AS3,BS3)、…、sim(ASm,BSm),采用步骤3所述余弦相似度θ计算方式将相似度结果与θ进行比较分别判断m个试件的各自渗水状况,并记录该试件编号、渗水时间以及水压数据;

步骤6:在ti+2q时刻,获取图像C,计算图像C和疑似点Y的相似度sim(C,Y)值,并判断sim(C,Y)值大于等于机器视觉判定误差参数θ,则ti+q时刻渗水现象为误判,清除疑似点Y图像为空,并清除疑似点Y相关记录数据;如果sim(C,Y)值小于θ,则试件继续出现疑似渗水现象,并采用上述步骤5方法再重复计算各自对应的相似度并判断每个试件的渗水情况;

步骤7:重复上述过程ti+2q时刻的计算过程β次后,判断如果渗水试件的个数大于等于k,则可判断为本组试验试件渗水,如果渗水试件的个数小于k或未发现渗水现象,继续进行试验直至设定的维持压力试验时长参数d小时结束。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的混凝土抗渗自动检测方法,其特征在于,所述步骤1中渗水判断持续时间参数β>=2q,且β为q的整数倍。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的混凝土抗渗自动检测方法,其特征在于,所述步骤3中图像A和图像B的余弦相似度θ通过下面公式计算:

4.根据权利要求1至3任一所述的基于机器视觉的混凝土抗渗自动检测方法,其特征在于,所述混凝土抗渗自动检测装置工作台上同时开展一组试验的试件个数m取6。

5.一种基于机器视觉的混凝土抗渗自动检测装置,其特征在于,包括:

系统参数设置模块,用于设置参数:逐步加压上限和下限值、维持压力试验时长参数d、图像数据采集频率参数q、机器视觉判定误差参数θ、渗水判断持续时间参数β以及渗水试件发生最低个数k,1=

图像获取模块,用于控制摄像头的开启与关闭并获取混凝土抗渗自动检测装置工作台上待检测试件正上方俯视视觉图像;

自动检测模块,用于对获取到的图像基于机器视觉进行自动检测,所述自动检测模块包括第一判断检测模块、第二判断检测模块;

所述第一判断检测模块用于通过计算整体图像相邻时刻的余弦相似度,初步判断整体获取的图像的渗水情况,并记录疑似点Y;

所述第二判断检测模块用于对第一判断检测模块检测有疑似渗水情况下的图像进行分割为独立的m个部分,分别通过计算各试件图像的余弦相似度判断m个试件的各自渗水状况;

试验报告生成和数据保存模块,用于根据自动检测模块的检测结果自动生成试验报告,并保存试验报告、证据原始数据到数据库中。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的混凝土抗渗自动检测装置,其特征在于,所述自动检测模块还包括第三判断检测模块;

所述第三判断检测模块用于在ti+2q时刻,再次获取图像C,计算图像C和疑似点Y的相似度值,判断ti+q时刻渗水现象是否为误判;若ti+2q时刻试件继续出现疑似渗水现象,则采用第二判断检测模块再重复计算各自对应的相似度并判断每个试件的渗水情况;

第三判断检测模块还用于重复ti+2q时刻的上述计算过程β次,并判断如果渗水试件的个数大于等于k,则可判断为本组试验试件渗水,如果渗水试件的个数小于k或未发现渗水现象,继续进行试验直至设定的维持压力试验时长参数d小时结束。