4.3 实例分析 21

结论 28

致谢 29

参考文献 30

1 绪论 

1.1 研究背景

     我国自改革开放以来，经济不断发展，综合国力不断增强，交通设施相对于之前也取得了较大的突破。特别是近期十年，我国桥梁建设进入了一个辉煌时期。随着富含高科技、结构新颖以及采用新型材料建设的桥梁的不断增多标志着我国桥梁建设总体水平已经和世界水平接轨且名列前茅。我国桥梁建设应用先进的科技和新型的材料，充分利用计算机进行辅助优化和仿真设计，智能化制造生产部件，并采用GPS和遥感技术对桥梁进行控制施工与检测，不断往更大、更新、更柔、更美和更安全的方向发展。

    然而，对于钢筋混凝土桥梁来说，即使混凝土材料及其设计和施工的质量都很好，随着其服役时间的延长，桥梁结构难免会出现各种各样的疲劳和损伤[1]，如钢筋混凝土裂缝问题、钢筋锈蚀问题和碱骨反应等问题。这些损伤都会对桥梁有一定的破坏作用并直接影响桥梁的寿命，还可能引发各种交通事故，造成人力和财力的损失。

    据不完全统计，每年损坏的桥梁有90%以上[2]是由裂缝引起的。裂缝的存在直接影响了桥梁的使用功能和寿命，该问题虽然已经老生常谈，但一直倍受桥梁专家的关注和研究，因为它始终作为我国桥梁建设中的通病而存在着。钢筋混凝土桥梁裂缝出现的原因是多种多样的，如直接的混凝土质量问题、日益加重的交通压力问题以及恶劣的自然环境等问题。工程实践和理论分析表明[3]，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见（<0.05mm），一般对结构的正常使用无大的危害，可允许其存在，而其他明显裂缝则会影响桥梁的使用，甚至引发交通事故。

    传统的检测方法是通过人工目测检查或者是运用简单工具进行裂缝信息周期性测量，但其中不免要耗费大量人力物力财力，检测过程中主观性强，难于量化，缺乏整体性，检测周期长，存在一定的风险，且检测方法有许多不恰当之处。现代主要采用无损检测技术进行检测，无损检测技术是指在不影响结构或构件性能的前提 

下，通过测定某些适当的物理量来判断结构或构件某些性能的检测方法[4],主要包括雷达波、红外热谱、激光和超声波等方式。

    与上述方法相比，运用数字图像处理技术对桥梁裂缝进行测量，结果将更精确。随着计算机技术的迅猛发展和相关理论的不断完善，数字图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了很重大的开拓性成就，其中包括机器人视觉、工业检测等领域[5]。数字图像处理将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理[6]，处理后再现性好，不管中间的变换操作多复杂总能最终保持原图像的再现，且处理精度高，现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为16位甚至更高[6]。

1.2 国内外研究情况

1.2.1 国内研究情况

1.2.2 国外研究情况 

1.3 课题研究目的和意义

1.3.1 课题研究目的

    本课题主要是针对桥梁裂缝提出了一种基于图像数字处理的检测算法，并开发了相关软件功能。其目的是对采集的桥梁裂缝图像进行数字化处理，提取图像中的裂缝，采用最佳图像处理方法尽可能准确还原裂缝图像和最恰当病害检测算法得到裂缝的长度、宽度、面积等特征信息，以便对裂缝进行评估，正确处理有裂缝的桥梁。