基于激光扫描点云数据的既有混凝土结构表面裂缝智能识别与三维量化评估

张泳

广州铁诚工程质量检测有限公司，广东省广州市，510000；

摘要：混凝土表面裂缝是判定既有桥梁、地下室、挡土墙等构筑物安全服役性能的主要损伤指标，传统的依靠人工尺量、二维图像识别的方法只能得到平面裂缝的宽度、长度，不能反映裂缝的真实深度以及空间的起伏形态，并且存在检测效率低、高空作业危险大、测量误差大的问题。三维激光扫描可以迅速得到结构高密度的三维点云，把混凝土表面几何凹凸、法向突变、灰度强度等各方面特征全部保存下来，给裂缝三维精细识别赋予数据支撑。采用k近邻主成分分析法从局部法向量、曲率、凹凸特征中区分出裂缝凹形区和混凝土表面污渍、孔洞。改进PointNet++点云分割网络嵌入注意力模块加强了细小裂缝特征的权重，达到了毫米级裂缝区域智能提取的目的；利用骨架追踪、局部基准面拟合算法自动求解出裂缝的真实长度、宽度分布、三维深度空间分布参数，创建多维度的裂缝损伤分级评价体系。研究成果为既有混凝土结构无损检测、长期病害跟踪、运维风险分层赋予了智能化三维量化技术方法。

关键词：三维激光扫描；点云数据；混凝土裂缝；深度学习；智能识别；三维量化评估；结构无损检测

参考文献

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