[发明专利]一种基于图像技术的桥梁表面裂缝宽度计算方法

权利要求书

1.一种基于图像技术的桥梁表面裂缝宽度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、采集桥梁表面的图像信息；

步骤S2、对采集的图像信息中含有裂缝的图像进行前处理得到裂缝上边缘、骨架和下边缘三条单像素宽度曲线以及曲线上每个像素点的三维坐标；

步骤S3、采用三点插值法拟合裂缝骨架曲线函数，求出中间点的法线方程；

步骤S4、分别在裂缝上边缘曲线和裂缝下边缘曲线与法线交点两侧的特定范围内求直线方程代替该处边缘曲线；分别求解出该处裂缝上边缘和裂缝下边缘直线方程与法线方程的交点坐标；

其中，在裂缝上边缘曲线与法线交点两侧的特定范围内求直线方程代替该处上边缘曲线的方法为：

将上边缘曲线中序号在[n-i_s,n+i_s]内的像素点作为其与法线交点两侧特定范围内的像素点；其中，i_s＝|N-L|；L为裂缝上边缘的单像素宽度曲线上像素点的最大排列序号；

根据点到线的距离公式逐点求出上边缘曲线特定范围内各像素点到法线的位移l_sn的值：当没有l_sn＝0的点时，找出l_sn0的点中最小值对应的像素点S_sj(x_sj,y_sj,sj)，以及l_sn0的点中最大值对应的像素点S_sk(x_sk,y_sk,sk)；代替该处上边缘曲线的直线方程表示为：

(y_sj-y_sk)(x-x_sj)-(x_sj-x_sk)(y-y_sj)＝0；

在裂缝下边缘曲线与法线交点两侧的特定范围内求直线方程代替该处下边缘曲线的方法为：

将下边缘曲线中序号在[n-i_t,n+i_t]内的像素点作为其与法线交点两侧特定范围内的像素点；其中，i_t＝|N-M|；M为裂缝下边缘的单像素宽度曲线上像素点的最大排列序号；

根据点到线的距离公式逐点求出下边缘曲线特定范围内各像素点到法线的位移l_tn的值；当没有l_tn＝0的点时，找出l_tn0的点中最小值对应的像素点T_tj(x_tj,y_tj,tj)，以及l_tn0的点中最大值对应的像素点T_tk(x_tk,y_tk,tk)；代替该处下边缘曲线的直线方程表示为：

(y_tj-y_tk)(x-x_tj)-(x_tj-x_tk)(y-y_tj)＝0；

当在裂缝上边缘曲线与法线交点两侧的特定范围内存在l_sn＝0的点时，以该点对应的像素点坐标作为法线和裂缝上边缘曲线的交点H_sn(x_sn,y_sn)；当在裂缝上边缘曲线与法线交点两侧的特定范围内不存在l_sn＝0的点时，联合代替该处上边缘曲线的直线方程和法线方程求解出两直线的交点坐标，以该交点坐标作为法线和裂缝上边缘曲线的交点H_sn(x_sn,y_sn)；

当在裂缝下边缘曲线与法线交点两侧的特定范围内存在l_tn＝0的点时，以该点对应的像素点坐标作为法线和裂缝下边缘曲线的交点H_tn(x_tn,y_tn)；当在裂缝下边缘曲线与法线交点两侧的特定范围内不存在l_tn＝0的点时，联合代替该处下边缘曲线的直线方程和法线方程求解出两直线的交点坐标，以该交点坐标作为法线和裂缝下边缘曲线的交点H_tn(x_tn,y_tn)；

步骤S5、计算两个交点之间的距离作为骨架曲线在该像素点处法线方向的裂缝宽度；

步骤S6、重复步骤S3～步骤S5，逐个计算出裂缝骨架曲线上第二个像素点至倒数第二个像素点之间各像素点对应的法线方向裂缝宽度。