[发明专利]一种桥梁表面裂缝检测装置

权利要求书

1.一种桥梁表面裂缝检测装置，其特征在于，包括：照明系统，用于对待检测的桥梁表面提供照明；拍摄系统，安装在防护罩内，用于与所述照明系统配合采集桥梁表面图像；定位系统，安装在承载系统上，用于确定缺陷在桥梁上的位置，数据采集存储系统，用于接收实时采集的桥梁表面图像和缺陷定位信息并记录在硬盘上；分析系统，用于对拍摄系统采集的桥梁表面图像进行实时分析，检测桥梁表面是否存在裂缝；承载系统，包括爬墙机器人，用于承载所述照明系统、拍摄系统、定位系统，并在桥梁表面移动。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁表面裂缝检测装置，其特征在于，所述照明系统为蓝光LED照明灯。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁表面裂缝检测装置，其特征在于，所述拍摄系统为CCD摄像头，该摄像头通过无线网络与数据采集存储系统相连。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁表面裂缝检测装置，其特征在于，所述分析系统包括：图像预处理模块，用于对获取的桥梁表面图像进行去处理，获取预处理后的桥梁表面图像；裂缝检测模块，用于对预处理后的桥梁表面图像进行裂缝检测处理，获取图像中的裂缝区域；图像后处理模块，用于对裂缝区域进行去毛糙处理，获取裂缝图像；裂缝识别模块，用于对所述裂缝图像进行识别，获取裂缝识别结果；标记模块，用于将裂缝所在桥梁表面的位置添加到裂缝识别结果中，获取裂缝检测结果。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁表面裂缝检测装置，其特征在于，所述图像预处理模块，用于对获取的桥梁表面图像进行去处理，获取预处理后的桥梁表面图像，具体包括：

获取桥梁表面图像的暗通道图像；

获取桥梁表面图像的传播参数，其中采用的传播参数获取函数为：

式中，t(x)表示桥梁表面图像像素点x的传播参数，其中t(x)的值越小表示距离采像设备越远，越大表示距离采像设备越近，I表示桥梁表面图像的亮度，J表示桥梁表面图像中桥梁表面的亮度，A表示桥梁表面图像中大气光的亮度，Ω(x)表示以像素点x为中心的矩形区域；

获取桥梁表面图像中每个像素点的尺度参数，其中采用的尺度参数函数为：

式中，c(x)表示桥梁表面图像中像素点x的尺度参数，t(x)表示桥梁表面图像中像素点x的传播参数；

对桥梁表面图像不同区域，根据获取的尺度参数采用不同的单尺度Retinex算法对图像进行增强处理，获取预处理后的桥梁表面图像。

6.根据权利要求5所述的一种桥梁表面裂缝检测装置，其特征在于，所述裂缝检测模块，用于对预处理后的桥梁表面图像进行裂缝检测处理，获取图像中的裂缝区域，具体包括：

对图像进行预分割处理，将图像划分为不同的区域C_i，其中S表示所有分割后的到的区域C_i的集合；

获取任意两个相邻区域的相似度，其中采用的相似度函数为：

其中，

MInt(C_i，C_j)＝min(Int(C_i)+τ(C_i)，Int(C_j)+τ(C_j))

式中，D(C₁，C₂)表示区域C_i和区域C_j的相似度，Dif(C_i，C_j)表示区域C_i和区域C_j的相邻边的差异的最小值，MInt(C_i，C_j)表示区域C_i和区域C_j的内部差异，Int(C_i)和Int(C_j)分别表示区域C_i和区域C_j的内部差异，τ(C_j)表示设定的阈值函数，其中|C|表示区域C中不同像素点的个数，k表示设定的区域划分控制因子；

依次获取图像中每个区域和相邻区域的相似度，若获取的相似度D(C_i，C_j)＝1，将两个区域进行合并；若D(C_i，C_j)＝0，则标记两个区域的边界作为裂缝区域；

遍历图像中所有区域，获取图像中所有裂缝区域。