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锥管内壁形变检测中的图像分析技术研究

锥管内壁形变检测中的图像分析技术研究

作者：靳极升西安工业大学

学位级别：硕士

锥形管道在军工、工业、能源以及建筑等领域应用极为广泛,常常作为武器、管道、工程零件或储能容器等的结构设计组成,因此不同锥形管的应用环境与其结构设计与材料特性息息相关。而检测锥形管的内壁因不同应用场景所产生的形变,也是衡... 详细信息

锥形管道在军工、工业、能源以及建筑等领域应用极为广泛,常常作为武器、管道、工程零件或储能容器等的结构设计组成,因此不同锥形管的应用环境与其结构设计与材料特性息息相关。而检测锥形管的内壁因不同应用场景所产生的形变,也是衡量其自身特性的重要考察内容。目前已有的检测内壁的方法,多数是针对静态的大规模结构的检测,且多为操作复杂、检测效率较低的接触式检测方法。而如何能够通过视觉方法直观且高效地检测锥形管道内壁产生的形变是一项具有挑战性的研究。基于图像分析技术的锥管内壁形变检测方法在检测规模、检测效率以及检测安全方面有着一定的优势。针对锥形管道产生形变的区域定位以及形变量检测问题,提出一种基于图像分析的锥形管道内壁变形检测研究方法。通过锥形管道内壁圆环条的成像来映射形变区域与形变量,利用板载相机获取锥形管道在不同应用过程中产生形变的内壁数字图像。首先,锥形管道内壁圆环条成像特性,分别从像素灰度集合与边缘位置准确性的角度,结合本文调整滞后阈值的边缘提取方法,对图像模糊理论增强与边缘区分度增强方法进行分析,通过比较处理后的试验图像的边缘提取效果,确定基于边缘区分度的图像增强算法在边缘信息获取中的优势,并根据试验过程中可能存在的噪声进行均值滤波加权的自适应中值滤波去噪算法,在提升图像信噪比的同时减少有效信息的损失。而后,对锥形管道内壁的圆环条成像进行特征信息的提取,通过各级圆环条圆心与半径的确定以及圆周幅角区域的划分共同对锥形管道内壁在采集图像中的映射进行表征,通过自适应阈值分割进一步提升边缘提取的准确性,结合Hessian矩阵提取圆环条中心作为形变特征信息,作为获取亚像素级别精度形变分析结果的基础,并将形变分析结果在锥形管道内壁进行量化,得到锥形管道内壁形变量与形变区域的分析结果。根据以上分析方法的研究,进行了锥管内壁形变检测分析试验以及分析。最终能够实现对锥管内壁形变量的有效识别达到2.05mm,平均分析误差在0.12mm到0.25mm之间,对产生形变位置区域的定位分析误差在0.02°和0.03°之间。该形变分析方法对锥形管道内壁圆环条成像的特性进行分析,能够满足对锥形管道内壁形变的形变量的定量分析以及形变位置的定性分析需求,为图像分析实现锥形管道内壁形变的检测提供了一种新的分析思路和数据基础。

关键词：锥形管道形变检测图像分析特征信息坐标空间变换

一种基于三维激光扫描仪和激光垂准仪的建筑物形变检测方法

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城市勘测 2024年第3期 152-156,160页

作者：刘甄文赵子龙李国柱丁云鹏黎加明昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南海钜地理信息技术有限公司云南昆明650000

形变检测作为超高层建筑物施工运营阶段的重要环节,是当下的研究热点之一。由于建筑物结构及其内部环境的复杂性,传统测量方式已经不能完全满足对超高层建筑物偏移和倾斜检测需求。本文提出了一种基于三维激光扫描仪和激光垂准仪的“纵... 详细信息

形变检测作为超高层建筑物施工运营阶段的重要环节,是当下的研究热点之一。由于建筑物结构及其内部环境的复杂性,传统测量方式已经不能完全满足对超高层建筑物偏移和倾斜检测需求。本文提出了一种基于三维激光扫描仪和激光垂准仪的“纵横结合”的建筑物形变检测方法。以钢结构支撑柱间距偏差和建筑物整体倾斜度、分段倾斜度为测量目标,通过昆明市某钢结构写字楼形变检测实验,实验结果表明,该方法测量精度可以满足实际项目需求,对复杂条件下超高层建筑物的形变检测具有一定借鉴价值。

关键词：超高层建筑物三维激光扫描激光垂准仪形变检测

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重载铁路路基形变检测方法研究

工程机械与维修 2024年第2期 33-35页

作者：王浩北京铁城检测认证有限公司北京100163

针对传统重载铁路路基变形检测方法存在检测相对误差较大,无法达到预期的检测效果的问题,提出一种重载铁路路基形变检测方法。通过对检测路段路基变形测试,获取到重载铁路路基振动信号,利用小波变换技术对振动信号预处理,提取到振动信... 详细信息

针对传统重载铁路路基变形检测方法存在检测相对误差较大,无法达到预期的检测效果的问题,提出一种重载铁路路基形变检测方法。通过对检测路段路基变形测试,获取到重载铁路路基振动信号,利用小波变换技术对振动信号预处理,提取到振动信号时域、频域特征,根据信号特征对铁路路基动应力分析,量化路基变形量,以此实现重载铁路路基形变检测。经实验证明,所设计方法检测结果相对误差在1m以内,在重载铁路路基变形检测方面具有良好的应用前景。

关键词：重载铁路路基形变检测变形测试小波变换技术动应力

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基于实测点云数据的隧道分割及形变检测方法

科技资讯 2024年第5期22卷 113-115页

作者：安新赵晓涛胡琼中国安能集团第三工程局有限公司成都分公司四川成都611136

随着现代测绘技术的进步,点云数据成为了隧道健康监测中不可或缺的工具。针对西气东输这类的大型能源输送隧道,提出了一种基于实测点云数据的隧道分割与形变检测方法。首先,通过结合几何和密度的分割策略,准确地从原始点云数据中提取隧... 详细信息

随着现代测绘技术的进步,点云数据成为了隧道健康监测中不可或缺的工具。针对西气东输这类的大型能源输送隧道,提出了一种基于实测点云数据的隧道分割与形变检测方法。首先,通过结合几何和密度的分割策略,准确地从原始点云数据中提取隧道结构。其次,采用时间序列和特征检测策略,实现了对隧道微小形变的准确识别。此外,引入机器学习方法进一步提高了形变检测的准确性和自动化程度。实验结果表明:此方法在实际工程应用中具有很高的准确性和稳定性,为隧道的安全运营提供了有力的技术支撑。

关键词：点云数据隧道健康监测形变检测机器学习西气东输

融合InSAR技术与GNSS数据的油气管道地灾形变检测方法研究

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中国石油和化工标准与质量 2024年第1期44卷 31-33页

作者：程丽璇重庆相国寺储气库有限公司重庆401120

本文详细讨论了In SAR技术和GNSS数据在油气管道地质灾害形变检测中的应用。首先,介绍了这两种技术的原理和特点。然后,探讨了这两种技术在油气管道管理中的具体应用以及它们的融合如何提高检测的准确性。最后,强调了地质灾害形变检测... 详细信息

本文详细讨论了In SAR技术和GNSS数据在油气管道地质灾害形变检测中的应用。首先,介绍了这两种技术的原理和特点。然后,探讨了这两种技术在油气管道管理中的具体应用以及它们的融合如何提高检测的准确性。最后,强调了地质灾害形变检测对防止灾害和保障油气管道安全的重要性。研究结果表明,In SAR和GNSS的融合使用可以显著提高地表形变的监测精度和可靠性,为油气管道的安全管理提供重要支持。

关键词：油气管道地质灾害形变检测 In SAR技术 GNSS数据

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基于实测点云数据的隧道分割及形变检测方法

隧道建设（中英文） 2021年第4期41卷 531-536页

作者：刘树亚徐剑敏鲁德宁深圳市地铁集团有限公司广东深圳518040 南京航空航天大学江苏南京210016

为了解决隧道形变检测准确性低、分析不全面的问题,对隧道三维点云轴线提取、隧道影像生成及分割、隧道点云数据分割和隧道断面形变检测等方面进行研究。对于三维激光扫描仪获取到的隧道原始点云数据,首先基于设计轴线,对RANSAC算法进... 详细信息

为了解决隧道形变检测准确性低、分析不全面的问题,对隧道三维点云轴线提取、隧道影像生成及分割、隧道点云数据分割和隧道断面形变检测等方面进行研究。对于三维激光扫描仪获取到的隧道原始点云数据,首先基于设计轴线,对RANSAC算法进行改进,来拟合等间距隧道断面圆心,并采用基于最小二乘优化的3次B样条曲线拟合方法,获取隧道实测轴线;其次,通过从点云数据到影像的数据转换方法,生成隧道反射率影像,并进一步利用点云数据几何特征生成几何权重图,应用边界检测提取隧道影像中的边界线;然后,将边界线像素映射至隧道三维点云数据空间,实现隧道点云数据的分割;最后,设计一种精确的隧道断面形变分析方法,分析断面形变。试验表明:本算法可精确分割隧道点云数据,提高隧道断面形变检测的准确度和可靠性。

关键词：形变检测点云数据轴线拟合隧道分割

基于分布式压缩感知的重轨干涉SAR形变检测方法与实验（英文）

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中国科学院大学学报（中英文） 2016年第1期33卷 107-114页

作者：田野张冰尘洪文中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190

提出一种基于分布式压缩感知(DCS)的重轨干涉SAR形变检测方法.DCS理论利用多次观测信号集的联合稀疏特性和相关性,对信号集进行联合重建.本文将DCS理论引入微波成像形变检测中,并对地基SAR复数据进行处理,利用相位数据检测场景形变,比... 详细信息

提出一种基于分布式压缩感知(DCS)的重轨干涉SAR形变检测方法.DCS理论利用多次观测信号集的联合稀疏特性和相关性,对信号集进行联合重建.本文将DCS理论引入微波成像形变检测中,并对地基SAR复数据进行处理,利用相位数据检测场景形变,比较压缩感知(CS)算法和DCS算法在降采样条件下的重建结果.CS算法和DCS算法都具有保相性,在幅度和相位图像中可以很好地消除副瓣,成像效果比Omega-k算法好.基于DCS的稀疏微波联合观测系统可以利用多幅场景间回波数据的联合稀疏特性,进一步降低数据采集,实现准确重建和检测.

关键词：形变检测重轨干涉测量干涉合成孔径雷达分布式压缩感知

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基于光纤陀螺的有轨钢构桥梁形变检测方法

半导体光电 2022年第5期43卷 892-897页

作者：姜永生交通运输部水运科学研究所北京100000

针对现有光纤陀螺桥梁形变检测方法无法消除检测小车偏航带来的路径偏差,提出了基于光纤陀螺的有轨钢构桥梁形变检测方法。首先,阐述了光纤陀螺测量桥梁线形的原理与系统架构;然后,通过有限元对有轨条件下的钢构进行分析,设置不同温度梯... 详细信息

针对现有光纤陀螺桥梁形变检测方法无法消除检测小车偏航带来的路径偏差,提出了基于光纤陀螺的有轨钢构桥梁形变检测方法。首先,阐述了光纤陀螺测量桥梁线形的原理与系统架构;然后,通过有限元对有轨条件下的钢构进行分析,设置不同温度梯度,验证得到轨道受热力耦合作用产生的形变与温度之间呈线形关系,构建了轨道与温度的误差模型;最后,通过搭建试验环境,测试轨道线形与轨道在不同温度下的形变结果,验证了该方法的有效性。实验结果表明:有轨钢构桥梁形变与外界环境温度之间的关系为1~2 mm/10℃,为后续实际桥梁形变测量提供了温度误差校准模型;基于光纤陀螺的有轨钢构桥梁形变检测精度优于2 mm。

关键词：桥梁安全有轨结构光纤陀螺形变检测

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基于SLAM技术的溜井形变检测方法

应用激光 2021年第4期41卷 916-922页

作者：刘宇王健李国光孙文潇山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 山东黄金矿业(鑫汇)有限公司山东平度266700

溜井作为矿山开采系统的重要组成部分,其形变程度直接关系着矿山的安全生产。针对传统矿山安全检测方法存在数据采集效率低、精度差且缺少适用的分析方法等问题,提出基于实时定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)... 详细信息

溜井作为矿山开采系统的重要组成部分,其形变程度直接关系着矿山的安全生产。针对传统矿山安全检测方法存在数据采集效率低、精度差且缺少适用的分析方法等问题,提出基于实时定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)技术的矿山溜井形变安全检测方法。首先设计了基于SLAM技术的手持式激光扫描仪在溜井内部的数据获取方法,并对其进行数据预处理,得到完整的点云数据;然后利用Delaunay生长法构建溜井实体模型,提取指定位置的断面信息,最终准确分析其内部形变情况。以山东某金矿溜井为例,在不同时间段获取两期点云数据,试验结果表明,基于SLAM技术的移动测量方法能够准确、全面地获取溜井内部的三维数据,且能够满足溜井后期治理工作的精度要求。

关键词： SLAM 形变检测溜井点云三维建模