傳統(tǒng)的檢測方法往往依賴人工目視檢查或簡單的儀器輔助檢查,這不僅效率低下,而且容易受到主觀因素的影響。目前各類智能化檢測設(shè)備正在研發(fā)和投入試用中,檢測的效率和質(zhì)量正在得到提升。
橋梁病害AI判斷技術(shù)和大模型為很多工作帶來了便利,通過各類智能體(AI Agent)使得原本難以替代的工作變得更加容易。目前很多機(jī)構(gòu)都在嘗試使用AI技術(shù)開展橋梁病害的自動(dòng)化識別與診斷,該項(xiàng)技術(shù)的研究將為橋梁檢測提供了一個(gè)新的發(fā)展方向。目前主流的橋梁病害AI判斷方法主要有圖像處理技術(shù)、特征提取與選擇、機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測幾方面:
(1)圖像處理技術(shù)
在AI識別技術(shù)中,圖像處理是基礎(chǔ)。通過拍攝橋梁表面的照片,可以利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理,提取出病害特征。例如,灰度化可以將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像以簡化后續(xù)處理;去噪技術(shù)如均值濾波、高斯濾波可以去除圖像中的噪聲;邊緣檢測技術(shù)如Sobel算子、Canny算子可以幫助定位病害輪廓;形態(tài)學(xué)操作如腐蝕、膨脹則有助于優(yōu)化特征提取。
(2)特征提取與選擇
特征提取是從圖像中提取病害信息的過程,包括顏色特征、紋理特征(如灰度共生矩陣GLCM)、形狀特征(如面積、周長)等。特征選擇則是為了減少冗余信息,提高模型訓(xùn)練效率和準(zhǔn)確性。例如,在某些研究中,研究人員提出了基于遺傳算法的特征選擇策略來降低維度災(zāi)難問題。
(3)機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)
機(jī)器學(xué)習(xí)算法如支持向量機(jī)(SVM)、隨機(jī)森林(RF)常用于訓(xùn)練模型,識別病害。而隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展,卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)因其強(qiáng)大的特征提取能力而在橋梁病害識別中得到廣泛應(yīng)用。例如,YOLO框架就是一個(gè)有效的深度學(xué)習(xí)工具,可用于實(shí)時(shí)檢測橋梁上的裂縫和其他病害。但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,YOLO對視頻類圖像的定性判斷效果較好,對詳細(xì)病害的判斷,則不如(準(zhǔn))靜態(tài)識別算法,關(guān)于這塊也在持續(xù)深入研究當(dāng)中。
(4)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測
除了直接識別病害,AI還可以通過分析歷史數(shù)據(jù)和傳感器收集的數(shù)據(jù)來預(yù)測橋梁病害的發(fā)展趨勢。比如,通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù),可以識別裂縫的發(fā)展模式和趨勢,從而提前采取措施防止病害惡化。
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