1.一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,包括:步骤S1;获取目标PFC工程模型,将处于多个不同时间节点的目标PFC工程模型进行文件保存,得到多个PFC模型文件,分别对每一个PFC模型文件进行三维坐标系创建,得到模型坐标系创建数据;
步骤S2:通过模型坐标系创建数据对每一个第一特征颗粒进行颗粒边缘监测,得到多个接触坐标距离差,并对每一个接触坐标距离差进行距离数值分析,根据分析结果将多个第一特征颗粒划分为裂缝边缘颗粒和非裂缝边缘颗粒,得到颗粒边缘分析数据;
步骤S3:根据颗粒边缘分析数据和模型坐标系创建数据对每一个PFC模型文件进行裂缝轮廓提取和重建,得到多个裂缝轮廓三维模型,并将每一个裂缝轮廓三维模型划分为若干个裂缝模型切片图像,通过对每一个裂缝模型切片图像进行裂缝劣化分析,并根据分析结果分别获取裂隙区域面积劣化系数、裂缝长度劣化系数以及裂缝交点劣化系数,得到裂缝劣化监测数据;
步骤S4:通过分析裂缝劣化监测数据获取模型缝隙劣化评估系数,获取模型缝隙劣化评估系数阈值与模型缝隙劣化评估系数进行数值比对,根据数值比对结果对目标PFC工程模型进行劣化评估。
2.根据权利要求1所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S1中,还包括具体以下步骤:步骤S11;通过PFC软件创建的目标工程对应的PFC模型,得到目标PFC工程模型;
步骤S12;将处于多个不同时间节点的目标PFC工程模型进行文件保存,得到多个PFC模型文件,并将所保存的多个PFC模型文件按照保存时间节点的先后顺序分别命名为B1模型文件至Bn模型文件;
步骤S13:对B1模型文件进行模型坐标系创建,得到B1模型坐标系;
步骤S14:分别对B2模型文件至Bn模型文件进行模型坐标系创建,得到B1模型坐标系至Bn模型坐标系;
步骤S15:将B1模型坐标系至Bn模型坐标系定义为模型坐标系创建数据。
3.根据权利要求2所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S13中,还包括具体以下步骤:步骤S131:在PFC软件打开B1模型文件,得到B1工程模型,在B1工程模型中,使用若干个第一特征颗粒对B1工程模型中的裂缝区域进行填充,使用若干个第二特征颗粒对B1工程模型中的非裂缝区域进行填充,得到B1工程填充模型;
步骤S132:在B1工程填充模型中任意选取一个模型顶点作为特征坐标点,过特征坐标点任意作一条直线,得到第一模型特征线,并将第一模型特征线所在的平面标记为第一特征平面,在第一特征平面内,过特征坐标点作与第一模型特征线垂直的直线,得到第二模型特征线,过特征坐标点作与第一特征平面垂直的直线,得到第三模型特征线;
步骤S133:在B1工程填充模型中,将特征坐标点标记为坐标原点,将第一模型特征线标记为坐标x轴,将第二模型特征线标记为坐标y轴,将第三模型特征线标记为坐标z轴,并将坐标原点、坐标x轴、坐标y轴以及坐标z轴组成的三维直角坐标系命名为B1模型坐标系,步骤S134:在B1模型坐标系中,分别对每一个特征颗粒对应的几何中心进行获取,并将每一个特征颗粒对应的几何中心作为一个坐标点在B1模型坐标系中进行标记。
4.根据权利要求1所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S2中,还包括具体以下步骤:步骤S21:获取模型坐标系创建数据,根据模型坐标系创建数据分别获取B1模型坐标系至Bn模型坐标系;
步骤S22:对B1模型坐标系中的第一特征颗粒进行颗粒边缘分析,并根据分析结果获取B1颗粒边缘划分数据;
步骤S23:分别对B2模型坐标系至Bn模型坐标系对应的颗粒边缘划分数据进行获取,得到B2颗粒边缘划分数据至Bn颗粒边缘划分数据;
步骤S24:将B1颗粒边缘划分数据至Bn颗粒边缘划分数据定义为颗粒边缘分析数据;
所述步骤S22中,还包括具体以下步骤:
步骤S221:在B1模型坐标系中的若干个第一特征颗粒中,选取一个样本特征颗粒;
步骤S222:对样本特征颗粒在B1模型坐标系中对应的坐标点进行获取,得到样本颗粒坐标;
步骤S223:在B1模型坐标系中,将与样本特征颗粒相接触的特征颗粒进行获取,得到多个特征接触颗粒,并将所获取的多个特征接触颗粒分别命名为第一特征接触颗粒至第a特征接触颗粒;
步骤S224:分别对第一特征接触颗粒至第a特征接触颗粒在B1模型坐标系中对应的坐标进行获取,得到第一特征接触坐标至第a特征接触坐标;
步骤S225:将第一特征接触坐标至第a特征接触坐标以及样本颗粒坐标通过计算得到样本特征颗粒对应的接触坐标距离差;
对样本特征颗粒对应的接触坐标距离差进行计算,具体公式如下:
;
其中,Jjc为样本特征颗粒对应的接触坐标距离差,(xt,yt,zt)为样本颗粒坐标,(xi,yi,z)i 为第i特征接触坐标,a为特征接触颗粒对应的数量值;
步骤S226:分别对每一个第一特征颗粒对应的接触坐标距离差进行获取,得到多个接触坐标距离差;
步骤S227:获取基准坐标距离差,计算每一个基础坐标距离差与基准坐标距离差的差值,并对所得差值取绝对值,得到多个坐标点距离偏差;
步骤S228:获取坐标点距离偏差阈值,分别将每一个坐标点距离偏差与坐标点距离偏差阈值进行数值比对,根据数值比对结果将第一特征颗粒划分为裂缝边缘颗粒和非裂缝边缘颗粒,得到B1颗粒边缘划分数据;
具体如下:
若坐标点距离偏差大于等于坐标点距离偏差阈值,则将对应的第一特征颗粒划分为裂缝边缘颗粒;
若坐标点距离偏差小于坐标点距离偏差阈值,则将对应的第一特征颗粒划分为非裂缝边缘颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S3中,还包括具体以下步骤:步骤S31:获取模型坐标系创建数据,根据模型坐标系创建数据分别获取B1模型坐标系至Bn模型坐标系,获取颗粒边缘分析数据,根据颗粒边缘分析数据分别获取B1颗粒边缘划分数据至Bn颗粒边缘划分数据;
步骤S32:根据B1颗粒边缘划分数据至Bn颗粒边缘划分数据进行模型裂缝轮廓提取,得到B1裂缝轮廓三维模型至Bn裂缝轮廓三维模型;
步骤S33:对B1裂缝轮廓三维模型进行模型切片,得到B1裂缝轮廓三维模型对应的第一裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像;
步骤S34:分别对B2裂缝轮廓三维模型至Bn裂缝轮廓三维模型对应的第一裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像进行获取;
步骤S35:将B1裂缝轮廓三维模型中的第一裂缝模型切片图像命名为Q1模型切片图像,将B2裂缝轮廓三维模型中的第一裂缝模型切片图像命名为Q2模型切片图像,以此类推,将Bn裂缝轮廓三维模型中的第一裂缝模型切片图像命名为Qn模型切片图像;
步骤S36:对第一裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像进行裂隙区域面积变化监测,并对监测结果进行综合分析,得到第一裂隙区域面积劣化系数;
步骤S37:对第一裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像进行裂缝长度监测,并对监测结果进行综合分析,得到裂缝长度劣化系数;
步骤S38:对第一裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像进行裂缝交点数量监测,并对监测结果进行综合分析,得到裂缝交点劣化系数;
步骤S39:将裂隙区域面积劣化系数、裂缝长度劣化系数以及裂缝交点劣化系数定义为裂缝劣化监测数据;
所述步骤S33中,还包括具体以下步骤:
步骤S331:在B1模型坐标系中的坐标z轴标记若干个距离间隔相等的特征切割点,得到第一特征切割点至第c特征切割点;
步骤S332:分别过第一特征切割点至第c特征切割点作垂直于坐标y轴的平面,得到第一特征切割平面至第c特征切割平面,对B1裂缝轮廓三维模型在第一特征切割平面至第c特征切割平面的模型切片进行图像获取,得到第一裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像。
6.根据权利要求5所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S32中,还包括具体以下步骤:步骤S321:根据B1颗粒边缘划分数据对B1工程填充模型的裂缝边缘颗粒进行获取,分别获取每一个裂缝边缘颗粒在B1模型坐标系中的三维坐标,得到多个裂缝边缘三维坐标;
步骤S322:将所获取的多个裂缝边缘三维坐标构建为一个点云数据集,使用曲线拟合算法对点云数据集进行轮廓提取,得到B1裂缝轮廓;
步骤S323:对B1裂缝轮廓进行线条绘制,得到多条轮廓绘制线,通过图像工具对多条轮廓绘制线进行连接,得到B1工程填充模型对应的裂缝轮廓三维模型,并将其命名为B1裂缝轮廓三维模型;
步骤S324:分别对B2工程填充模型至Bn工程填充模型对应的裂缝轮廓三维模型进行获取,得到B2裂缝轮廓三维模型至Bn裂缝轮廓三维模型。
7.根据权利要求5所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S36中,还包括具体以下步骤:步骤S361:对Q1模型切片图像中的第一特征颗粒覆盖区域进行面积数值获取,得到Q1裂隙区域面积数值,对Q2模型切片图像中的第一特征颗粒覆盖区域进行面积数值获取,得到Q2裂隙区域面积数值,依次类推,对Qn模型切片图像中的第一特征颗粒覆盖区域进行面积数值获取,得到Qn裂隙区域面积数值;
步骤S362:将Q1裂隙区域面积数值至Qn裂隙区域面积数值通过计算,得到第一裂隙区域面积劣化系数;
对第一裂隙区域面积劣化系数进行计算,公式具体如下:
;
其中,Scm1为第一裂隙区域面积劣化系数,Smqi为Qi裂隙区域面积数值,Smqi‑1为Qi‑1裂隙区域面积数值,n为第一裂缝模型切片图像对应的数量值;
步骤S363:分别对第二裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像进行裂隙区域面积变化监测,得到第二裂隙区域面积劣化系数至第c裂隙区域面积劣化系数;
步骤S364:将第一裂隙区域面积劣化系数至第c裂隙区域面积劣化系数进行平均数计算,得到裂隙区域面积劣化系数。
8.根据权利要求5所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S37中,还包括具体以下步骤:步骤S371:对Q1模型切片图像中的轮廓绘制线长度数值进行获取,得到Q1轮廓线长度数值,以此类推,对Qn模型切片图像中的轮廓绘制线的长度数值进行获取,得到Qn轮廓线长度数值;
步骤S372:将Q1轮廓线长度数值至Qn轮廓线长度数值通过计算得到第一裂缝模型切片图像对应的裂缝长度劣化系数;
对第一裂缝模型切片图像对应的裂缝长度劣化系数进行计算,公式具体如下:;
其中,Clx为第一裂缝模型切片图像对应的裂缝长度劣化系数,Clqi为Qi轮廓线长度数值,Clqi‑1为Qi‑1轮廓线长度数值,n为第一裂缝模型切片图像对应的数量值;
步骤S373:分别对第二裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像对应的裂缝长度劣化系数进行获取,得到多个裂缝长度劣化系数;
步骤S374:对所得的多个裂缝长度劣化系数进行平均数计算,得到裂缝长度劣化系数。
9.根据权利要求5所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S38中,还包括具体以下步骤:步骤S381:对Q1模型切片图像中的轮廓绘制线交点数量进行获取,得到Q1轮廓线交点数量,对Q2模型切片图像中的轮廓绘制线交点数量进行获取,得到Q2轮廓线交点数量,以此类推,对Qn模型切片图像中的轮廓绘制线交点数量进行获取,得到Qn轮廓线交点数量;
步骤S382:将Q1轮廓线交点数量至Qn轮廓线交点数量通过计算得到第一裂缝模型切片图像对应的裂缝交点劣化系数;
对第一裂缝模型切片图像对应的裂缝交点劣化系数进行计算,公式具体如下:;
其中,Jdx为第一裂缝模型切片图像对应的裂缝交点劣化系数,Jdqi为Qi轮廓线交点数量,Jdqi‑1为Qi‑1轮廓线交点数量,n为第一裂缝模型切片图像对应的数量值;
步骤S383:对第二裂缝模型切片图像至第c裂缝模型切片图像对应的裂缝交点劣化系数进行获取,得到多个裂缝交点劣化系数;
步骤S384:对所得的多个裂缝交点劣化系数进行平均数计算,得到裂缝交点劣化系数。
10.根据权利要求1所述的一种针对PFC软件模型裂缝劣化图像轮廓提取方法,其特征在于,所述步骤S4中,还包括具体以下步骤:步骤S41:获取裂缝劣化监测数据,根据裂缝劣化监测数据分别获取裂隙区域面积劣化系数、裂缝长度劣化系数以及裂缝交点劣化系数;
步骤S42:将裂隙区域面积劣化系数、裂缝长度劣化系数以及裂缝交点劣化系数通过计算得到模型缝隙劣化评估系数;
步骤S43:获取模型缝隙劣化评估系数阈值,将模型缝隙劣化评估系数与模型缝隙劣化评估系数阈值进行数值比对,根据数值比对结果对目标PFC工程模型进行劣化评估;
所述步骤S43中,还包括具体以下步骤:
步骤S431:分别获取裂隙区域面积劣化系数阈值、裂缝长度劣化系数阈值以及裂缝交点劣化系数阈值;
步骤S432:将裂隙区域面积劣化系数阈值、裂缝长度劣化系数阈值以及裂缝交点劣化系数阈值通过计算得到模型缝隙劣化评估系数阈值;
步骤S433:当模型缝隙劣化评估系数大于等于模型缝隙劣化评估系数阈值,则评估目标PFC工程模型处于异常劣化状态;
步骤S434:当模型缝隙劣化评估系数小于模型缝隙劣化评估系数阈值,则评估目标PFC工程模型处于正常劣化状态。