【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于建筑施工，具體涉及適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法及系統。
技術介紹
1、基坑工程作為土木工程中的重要組成部分，其穩定性和安全性直接關系到整個建筑項目的成敗。然而，在基坑開挖和使用過程中，由于地質條件、施工方式、環境因素等多種原因，常常會出現裂縫問題。這些裂縫不僅影響基坑的結構安全，還可能對周邊環境造成潛在威脅。因此，對基坑裂縫進行及時、準確的檢測與評估顯得尤為重要。
2、現有基坑裂縫檢測方法如公開號 cn110197483 a，提出了基于視頻信號的深基坑裂縫檢測方法，其使用攝像機采集包含深基坑裂縫信息的圖像樣本；攝像機拍攝基坑圖像在基坑監測中確實是一種有效的方法，特別適用于實時監測基坑施工情況、識別潛在風險并提供預警。然而，對于超大基坑，單一攝像機的監測范圍可能無法滿足全面覆蓋的需求。即使采用多個攝像機進行布控，也可能存在盲區或重疊區域，影響監測效果。
技術實現思路
1、專利技術目的：為了解決上述問題，本專利技術提供了適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法及系統。
2、技術方案：適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，包括以下步驟：
3、獲取關于實地基坑的工程數據，基于所述工程數據于實地基坑中設置 n個現場巡檢點；定義現場巡檢點為無人機巡檢時的停留目標點；基于所述實地基坑、現場巡檢點、以及無人機建立關于基坑的仿真模型；
4、控制無人機依次飛行至當前現場巡檢點上，并在預定停留時間內獲取所述實地基坑的圖像；獲取所述無人機在停留時的當前世界坐標；
5、將所述當前世界坐標轉換并更新至所述仿真模型；判斷當前世界坐標與當前現場巡檢點的坐標之間是否超出位置誤差范圍：若是，則計算補償數據對所述圖像進行校正，得到有效圖像集；對所述有效圖像集進行圖像處理，并計算基坑裂縫的基礎參數。
6、在進一步的實施例中，建立仿真模型包括以下步驟：
7、獲取實地基坑中預定點的世界坐標；將世界坐標進行坐標轉換得到仿真坐標，以仿真坐標為原點構建仿真空間坐標系；
8、獲取現場巡檢點的世界坐標并進行轉換得到現場巡檢點的仿真坐標，并于仿真空間坐標系進行標注現場巡檢點的仿真坐標；
9、基于所述實地基坑的工程數據、仿真空間坐標系、現場巡檢點的仿真坐標、以及無人機生成關于基坑的仿真模型。
10、在進一步的實施例中，判斷當前世界坐標與當前現場巡檢點的坐標之間是否超出位置誤差范圍包括以下步驟：
11、將無人機的當前世界坐標轉換為無人機的仿真坐標；基于無人機的仿真坐標與當前巡檢點的仿真坐標，計算補償坐標；其中，，，；
12、補償值、、滿足以下表達式，則表示當前世界坐標與當前現場巡檢點的坐標之間超出位置誤差范圍，所述表達式為：
13、；式中，、、為不同的閾值。
14、在進一步的實施例中，計算補償數據對所述圖像進行校正，得到有效圖像集，包括以下步驟：
15、基于所述補償坐標計算補償像素坐標，計算公式如下：
16、；
17、；
18、式中，矩陣為無人機中攝像機的內參矩陣；、分別表示以像素為單位相機的焦距；為像素坐標系中的坐標；為旋轉矩陣，大小為3×3；為平移矩陣，大小為3×1；為基坑表面到無人機攝像機的縱向距離；為補充像素坐標；
19、利用補充像素坐標對所述圖像進行補償處理，其中，補償后的像素坐標為；拼接補償處理后的圖像，得到有效圖像集。
20、在進一步的實施例中，對所述有效圖像集進行圖像處理，包括以下步驟：
21、對所述有效圖像集進行灰度處理，并獲取所述有效圖像集中的灰度值；其中，所述灰度值中至少包括：灰度最大值、灰度最小值；
22、計算與之間的灰度差值，并將所述灰度差值與灰度閾值范圍進行比較：若所述灰度差值超出所述灰度閾值范圍，則對所述有效圖像集進行調整灰度處理；反之，則直接計算基坑裂縫的基礎參數。
23、在進一步的實施例中，對所述有效圖像集進行調整灰度處理包括以下步驟：
24、從所述有效圖像集中提取出非陰影區域、以及待處理的陰影區域；基于所述非陰影區域計算得到所述非陰影區域的平均灰度值，采用以下公式對帶處理的陰影區域進行調整灰度處理：
25、；
26、式中，為像素點增強前的灰度值，為非陰影區域的平均灰度值均值，表示窗口大小 n× n圖像內的灰度值的均值；為局部標準差；表示像素點增強后的灰度值；、、、為參數。
27、在進一步的實施例中，計算基坑裂縫的基礎參數包括以下步驟：
28、從所述有效圖像集中特征提取出裂縫的圖像，沿裂縫的長度方向提取兩條基于裂縫邊緣的輪廓線，于兩條輪廓線之間設置裂縫中心線；
29、將裂縫中心線劃分為若干個像素點，采用以下計算公式計算相鄰像素點之間的距離、以及裂縫總長度：；
30、式中，、為第 k個像素點的坐標；、為第 k+1個像素點的坐標；
31、將裂縫中心線上所有距離相加得到裂縫總長度，計算公式為：；
32、于所述裂縫的圖像上沿裂縫長度方向設置若干平行的基準線；獲取所述基準線與裂縫的交匯像素點；計算每一條基準線上的交匯像素點之間的距離值，定義最大的距離值為裂縫的寬度。
33、在另一個技術方案中，提供了適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別系統，用于實現上述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，包括：
34、第一模塊，被設置用于獲取關于實地基坑的工程數據，基于所述工程數據于實地基坑中設置 n個現場巡檢點；定義現場巡檢點為無人機巡檢時的停留目標點；基于所述實地基坑、現場巡檢點、以及無人機建立關于基坑的仿真模型；
35、第二模塊，被設置用于控制無人機依次飛行至當前現場巡檢點上，并在預定停留時間內獲取所述實地基坑的圖像；獲取所述無人機在停留時的當前世界坐標；
36、第三模塊，被設置用于將所述當前世界坐標轉換并更新至所述仿真模型；判斷當前世界坐標與當前現場巡檢點的坐標之間是否超出位置誤差范圍：若是，則計算補償數據對所述圖像進行校正，得到有效圖像集；對所述有效圖像集進行圖像處理，并計算基坑裂縫的基礎參數。
37、有益效果：
38、（1）對于超大基坑的裂縫檢測，無人機飛行至現場巡檢點上輕松覆蓋檢測整個基坑，減少盲區和重疊區域，確保全面監測；相比地面攝像機，無人機能夠更快速地移動和調整拍攝位置，實現更高效的監測；
39、（2）無人機搭載的高清相機拍攝清晰圖像和視頻本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，建立仿真模型包括以下步驟：
3.如權利要求1所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，判斷當前世界坐標與當前現場巡檢點的坐標之間是否超出位置誤差范圍包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，計算補償數據對所述圖像進行校正，得到有效圖像集，包括以下步驟：
5.如權利要求1所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，對所述有效圖像集進行圖像處理，包括以下步驟：
6.如權利要求5所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，對所述有效圖像集進行調整灰度處理包括以下步驟：
7.如權利要求1所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，計算基坑裂縫的基礎參數包括以下步驟：
8.適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別系統，用于實現如權利要求1至7任一項所述的適用于基坑裂
...【技術特征摘要】
1.適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，建立仿真模型包括以下步驟：
3.如權利要求1所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，判斷當前世界坐標與當前現場巡檢點的坐標之間是否超出位置誤差范圍包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的適用于基坑裂縫檢測的數字化圖像識別方法，其特征在于，計算補償數據對所述圖像進行校正，得到有效圖像集，包括以下步驟：
5.如權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周廣，渠立國，吳冬，曹易杰，
申請(專利權)人：江蘇拓嘉工程設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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