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职称论文:土木工程里对于无人机的应用研究
作者:管理员    发布于:2021-01-09 18:40:13    浏览次数:
摘要: 摘要:本项目根究将红外成像无损检测技术运用到土木工程的检测中, 并选用无人机探伤的方法, 适用于在危险、恶劣的环境中进行高效、快速
  摘要:本项目根究将红外成像无损检测技术运用到土木工程的检测中, 并选用无人机探伤的方法, 适用于在危险、恶劣的环境中进行高效、快速地实时检测;可以直接抵达检测部位, 具有高度的灵活性;检测路面时无需封闭交通, 具有健壮的实用性。此外, 红外成像检测法相关于超声、渗透、X射线等无损检测法, 安全无污染, 具有极大的社会和环境效益。本项目将盘绕不同土木工程材料红外成像的处理与分析、红外摄像仪与无人机的封装等几个方面翻开。
   
    要害词:无人机,红外成像,无损检测,土木工程

    无人机技术现已运用到了许多工作中, 我们的目的是将其引进到土木工程检测中, 打造一台根据红外热像无损检测技术的土木工程探伤无人机。传统的检测方法, 一般依托肉眼或望远镜等东西, 存在较大的局限性, 传感器网络则有许多的检测盲区, 灵活性差;监测路程是也会出现封堵路程等问题。其间, 盲区的检测一般是人工现场www.588lunwen.com
查询, 这种方法不只功率低, 难度大, 还会影响人身安全, 而选用无人机进行辅佐检测, 可以在很大程度上处理这些难题。
   
    一、优势
   
    1、快速、直观、非接触。红外线的勘探器焦距在理论上是20cm到无穷远, 红外成像检测具有具有等利益, 适合于外场、在线在役检测, 且观测面积大;2、白日黑夜皆能作业。勘探器只照应红外线, 只要被测物温度处于必定零度以上, 红外热像仪就不只在白日能进行作业, 并且在黑夜中也可以正常进行勘探作业;3、功用健壮。适合于对固体表面和亚表面裂纹、锈蚀、脱粘等一类疲乏危害的发展性缺陷的检测和监测;摄像速度1—30帧/S, 故适用静、动态政策温度改动的常规检测和跟踪勘探;4、绿色、安全无污染。与超声、渗透、磁粉检测比较, 红外检测对错接触检测, 无污染;与X射线比较, 红外检测相同可以非接触、大面积检测, 一同又具有安全、单面检测的优势, 是一种安全无污染的“绿色”检测技术, 可结束超声波、X射线、涡流检测及声发射等技术无法担任的检测任务;5、勘探精度高。现代的红外热像仪的温度分辨率高达0.1℃, 所以勘探温度改动的精确度很高;红外热像仪测量温度的范围在-50—2000℃, 其运用的勘探领域十分广大;
   
    二、红外热像仪的作业原理
   
    被测物体的某点辐射的红外线能量入射到垂直和水平的光学扫描镜上, 通过目镜集合到红外勘探器上, 把红外线能量信号转换成温度信号, 经放大镜和信号处理器, 输出反映物体表面温度场热像的电子视频信号, 在终端显示器上直接显示出来。
   
    三、热像图的处理
   
    3.1二值化方法
   
    通过二值化图像, 筛选出政策区域。具体步骤如下: (1) 导入红外热像图, 运用Matlab中rgb2gray函数, 进行灰度化处理,(2) 对灰度化的图像平滑去噪, Matlab中的去噪方法有中值滤波、邻域滤波、维纳滤触及高斯滤波等, 可根据处理效果选择恰当的去噪方法,(3) 人工指定裂缝处一点, 提取其灰度值作为阈值 (也可指定多处, 将遍地灰度取均值作为阈值) , 将图像二值化 (白色和黑色) 。
   
    3.2 RGB调度方法
   
    在RGB色彩方式下对红外热像图进行3种色彩元素调度, 直至突显政策区域、便于人工筛选出裂缝间断。 (1) 导入红外热像图,(2) 分别调度R, G, B元素, 调整算法为以原图各像素点R, G, B数值 (0~256) 为基准, 按比例调整R, G, B元素, 最小值调至零, 最大值调至基准值的2倍。有直接数值输入调整和滑动条调整2种方法。
   
    四、搭载红外热像仪的土木工程探伤无人机
   
    (1) 优越性。1、无人机可以直接抵达检测部位, 具有高度的灵活性;无需其它辅佐方法, 节省费用;2、检测大厦、桥墩、桥座、桥腹等危险场所, 无需搭架或许吊篮协作人员检测, 极大地提高了安全性;3、在路程、桥梁日常巡查时, 尤其在城市中, 无需封闭路程间断交通;4、关于部分无法企及的桥腹、拉索等部位, 无人机可以抵近查询了解更多细节;5、在天气情况容许的前提下, 具有较高的及时性;6、无人机技术日渐老到, 是翱翔安全性得到了确保。
   
    (2) 主要功用。1、搭载红外热像仪, 对检测区域进行高精度红外热成像, 并进行无线数据传输;2、自动防撞、归航、告警、防风平衡;3、与土木工程三维模型相结合构成出色的操控界面, 完结自动航线规划;4、数据智能分析, 为点评供应根据;5、自主翱翔与人工遥控相结合。
   
    (3) 系统介绍。1、无人机系统主要由无人机翱翔途径、红外热像仪、避障系统、遥控设备、地面站系统以及陈说处理服务器几大要害部分组。2、无人机途径、避障系统结合红外热像仪在完结安全翱翔的一同可以获取高清的红外热像图数据;3、地面站系统与摇控设备www.588lunwen.com
组合可以完结翱翔航线的规划、处理以及红外热像图数据处理;4、陈说处理服务器可以根据客户需求定制各类检测陈说。
   
    (4) 本项目在土木工程中的运用前景。1、检测外墙缺陷: (1) 空鼓和掉落,(2) 裂缝,(3) 饰面粘贴质量。2、路面混凝土检测: (1) 沥青混凝土路面离析的检测和判定,(2) 混凝土路面脱空的检测:火灾危害混凝土结构的检测和点评;冻融损坏混凝土的检测;检测碳纤维施工质量。
 
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