本技术涉及一种基于轻量级全卷积残差网络的结构多病害识别方法,包括以下步骤:获取单病害的图像,设定图像尺寸,并对每个图像样本进行标记,生成单病害数据集;对单病害数据集中的图像进行预处理,通过交叉混叠生成多种病害共存的复合病害样本图像,构建多病害数据集;搭建全卷积残差网络模型,设定超参数并采用Adam优化算法与分类交叉熵损失函数对网络进行训练;利用训练完成的全卷积残差网络进行结构病害识别,实现对多种病害的同时快速、准确识别。与现有技术相比,本发明能够在多种病害共存的情况下高效识别各类病害,克服了传统方法只能识别单一病害的局限性,具有显著的实用价值和良好的应用效果。
背景技术
在大型工程结构如高速公路、大桥、高楼大厦、机场跑道、隧道等建筑中,由于气候、环境、交通工具碰撞和使用等原因,其表面常常会出现各种损伤、龟裂、腐蚀、脱落等表面病害。表面病害的存在会导致结构的强度、刚度、耐久性等性能下降,从而增加结构发生事故的风险。同时,维护和修复表面病害也是一个巨大的工作量和费用,因此及早发现并处理表面病害具有非常重要的意义。结构表面病害识别即为识别和监测表面病害的发生和发展情况,及时获取有效信息并及时进行修复。
传统的结构病害识别方法主要依赖于目视检查,即通过肉眼观察结构表面来识别病害。这种方法虽然直接,但效率低下,需要耗费大量的时间和人力资源。随着传感器技术、电子测量和图像处理等科学技术的进步,结构病害检测技术得到了显著提升,尤其是在采用神经网络技术处理图像方面,能够显著提高结构病害图片的识别准确率。
然而,现有技术在结构病害识别方面存在一些局限性。首先,这些技术主要针对单一病害进行识别,对于结构上同时发生的多种病害,即结构多病害,缺乏深入研究和有效识别方法。其次,结构多病害的样本相对较少,尤其是复合病害,即同一结构区域同时存在多种病害(例如,混凝土表面既有蜂窝病害又开裂),这使得传统方法在识别复合病害时存在明显不足。此外,由于结构多病害共存的情况较少,导致相关数据集难以获得,目前的研究和应用大多集中在单病害数据集上,这限制了多病害识别技术的发展和应用。
实现思路