南京工业大学 - 《南京工业大学报》
桥梁、大坝上再小的裂缝、变形也逃不过我们的“火眼金睛”
作者:周伟
本报讯 “操纵小小无人机,绕着桥梁、隧道、水坝或者矿井飞一圈,无人机上携带的相机拍下照片,经由网络无线传输到我们的电脑里,运用我们研发的算法复杂的软件测算一下,瞬间就能检测出哪儿有裂缝、哪儿变形了,以及裂缝有多大、变形的程度。根据算出来的数据,就可以对裂缝、塌方等危险情况作出实时的监控和准确的预警。”周正龙博士说。由我校周正龙博士团队研发的这套“基于机器视觉的非接触位移检测系统”,在27日上午闭幕的第二届中国“互联网+”大学生创新创业大赛“建行杯”江苏省选拔赛暨“花桥国际商务城杯”江苏省第五届大学生创新创业大赛上,夺得了初创组一等奖的好成绩。
周正龙博士告诉笔者,他们的创业团队主要由他及阮滨、梁珂三位我校岩土工程专业的博士生组成,大师兄阮滨是该项目的总负责人。他们的创业项目是用机器视觉对桥梁、大坝、隧道等进行非接触性的位移检测。周正龙说,目前桥梁监测比较先进的手段是使用传感器、激光传感器、GPS动态监测等,但是会存在耗能大、成本高的缺点。以激光传感器为例,这种方法需要埋置相关传感器,对裂缝的发展情况进行监测,监测数据不能实时反馈给建设单位,时效性差;而且成本高,一年至少要一两百万。而他们创业团队的想法,就是用机器视觉来代替传感器,用相机代替眼睛,用电脑来代替大脑,通过高精度的照片来进行数据采集,自动即时地识别桥梁、大坝上的裂缝、变形等。
项目的总负责人、大师兄阮滨说,他们监测时,用搭载高精度相机的无人机,绕着桥梁、大坝飞行,定点为大坝、桥梁拍几张照片,图像实时传输回电脑,他们设计的软件就能即时地自动分析并给出数据了。他们软件采用的是国际流行的形态学算法及Blob分析等高效图像算法,“这是一种高识别率的图像处理算法。我们对传回来的图像中裂缝的边界进行合理选择,然后软件可以作出准确的判别,进而迅速精确地分析出它的变形量。”运用这种算法的监测设备眼睛有多尖?阮滨告诉我们,0.1毫米的缝隙,也逃不过它的“火眼金睛”。他们也曾经与传感器监测结果进行过比较,两者数据可以基本重合。
对于项目的发展前景,周正龙博士介绍,目前中国智能土木传感市场是拥有近60万座桥梁、数千公里地下隧道、众多高耸结构的一个巨型市场。但是现在占据这个市场的主要是众多传统监测企业。大量的监测问题也是屡见不鲜。“目前我们仅对桥梁、大坝的裂缝、变形进行监测。将来,会利用云计算对土木结构进行大尺度、精细化的分析,从而对建筑物的健康状态进行全方位的实时监测。” 周伟