[发明专利]一种用于土木工程结构表观缺陷的评定检测系统

摘要

本发明属于土木工程技术领域，公开了一种用于土木工程结构表观缺陷的评定检测系统，包括：图像采集模块、压力检测模块、中央处理模块、无人机模块、图像处理模块、缺陷评定模块、寿命预测模块、显示模块。本发明通过图像采集模块、无人机模块可以通过无人机采集工程结构各个角落的图像数据，可以获取更加完整的图像数据，使评定结果更加准确；同时通过寿命预测模块根据数值分析或力学知识判断结构可能的控制截面，计算荷载、收缩及徐变影响下的刚度衰减系数，预测结构经历荷载步后结构剩余使用寿命；最后，结合实测信息不断更新剩余寿命预测结果；可以更加准确的预测工程结构的寿命。

主权项

1.一种用于土木工程结构表观缺陷的评定检测系统，其特征在于，所述用于土木工程结构表观缺陷的评定检测系统包括：图像采集模块，与中央处理模块连接，用于通过摄像器采集土木工程结构图像数据；压力检测模块，与中央处理模块连接，用于通过压力传感器采集土木工程结构压力数据；中央处理模块，与图像采集模块、压力检测模块、无人机模块、图像处理模块、缺陷评定模块、寿命预测模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；中央处理模块集成有信号L0范数最小化优化模块，所述信号L0范数最小化优化模块的信号L0范数最小化优化方法包括：基于L0范数最小化的优化算法为：其中，f表示待处理的谱线向量，维数为V×1，e表示处理后的谱线向量，维数为V×1；ΦBV表示B×V维的测量矩阵，其中，ΦBV取用随机的高斯矩阵，|| ||2表示向量的2范数，|| ||0表示向量的0范数；优化算法采用的迭代公式为：其中，f(j)表示第j次迭代得到的谱线向量，s表示ΦΓ×Φ的最大特征值，Γ表示对矩阵求转置，k～(1,V)，χ＝σ/4，σ表示噪声的标准差，由下式求得：σ＝Median(|f|)/0.6745；其中，Median表示求向量中元素的中位数；优化算法的终止条件为：||f(j+1)‑f(j)||2≤ε。中央处理模块还集成有信号局部阈值模块，所述信号局部阈值模块的信号局部阈值方法包括：局部阈值为z*σ′，其中，z为一常数，σ′是每一个窗内的谱线的幅度标准差，定义为：其中，Q为每个窗内的谱线条数，|S(fi)|表示频率为fi的谱线对应的幅度值；中央处理模块还集成有信号窗内谱线强度均值比局部最大值计算模块，所述信号窗内谱线强度均值比局部最大值计算模块的信号窗内谱线强度均值比局部最大值计算方法包括：谱线强度均值比|I(fi)|的表达式为：对每一个窗内的谱线求强度均值比，并搜索得到窗内强度均值比的局部最大值|I(f0)|，f0为一个窗内强度均值比最大值所对应的频率；无人机模块，与中央处理模块连接，用于通过无人机携带摄像器进行全方位图像采集；图像处理模块，与中央处理模块连接，用于对采集图像中结构缺陷特征元素进行处理；缺陷评定模块，与中央处理模块连接，用于通过图像处理模块5获取的结构缺陷特征元素进行计算缺陷的长度、宽度和深度信息，土木工程结构表观缺陷的损伤评定；缺陷评定模块，首先使用金属磁记忆检测仪对在役土木工程结构进行全方位检测，把检测数据代入公式，使缺陷量化，然后根据缺陷的量化结果进行在役土木工程结构失效因素的评定即：平面缺陷的断裂评定、平面缺陷的疲劳评定，再根据各失效因素建立模糊综合评价体系，对在役土木工程结构进行综合安全评价；寿命预测模块，与中央处理模块连接，用于对土木工程结构寿命进行预测；显示模块，与中央处理模块连接，用于显示采集图像数据信息。