建筑图像处理的钢筋计数

建筑图像处理的钢筋计数

潘家辉 梁燕翔 李英豪 聂品品 陈荣荣

徐州工程学院 江苏徐州 221000

摘要：在传统建筑行业中，对于钢筋数量这一数据，依然需要人工清点。显然，这一人工清点数量的方式，已经不符合现代建筑发展的需要。随着智能化的发展，利用智能识别这一方式，进行计数，已成为建筑业钢筋计数发展的方向。通过这一程序，根据实验数据随时修改，如何更好、更方便地在手机上上实现钢筋计数将成为当代学者研究的一大课题。

关键词：钢筋；计数；智能识别

1.课题背景和意义

1.1国内现状

我国钢筋的成长历经了四个方面由低到高的成长过程，分别为引进仿照、自立研发、接收立异,机能。20世纪70年中期,我国研制出代替16Mn的20MnSilI级钢筋。20世纪80年代,我国开展有关钢筋材料的科技攻关,研制出20MnSiV等钢筋，将国内混凝土在用钢筋方面迈出了一大步。今朝，我国已研制出抗震钢筋,HRB400E钢筋的出产和利用已引发存眷并起头批量出产。

我国建筑产业发达，对国民经济的发展起到了巨大的作用，这就使得钢筋用量也大大提升，而钢筋计数技术却没有得到太大的发展。

1.2国外发展状况

目前，国外主要工业发达国家钢筋总的发展是下降生产成本为中心。为了提升质料的利用，从而提高建筑的寿命和使用时安全性，西方发达国家已基本实现建筑业采用400MPa以上钢筋。同时，现在正在研究，如何遍及采纳强度更高的500MPa钢筋。对于强度更高的600MPa级钢筋也已经有了一定数量的运用，目标是未来积极操纵700MPa微合金化钢筋。

且国外钢筋识别计数也基本实现全智能化，减小了人工计数的失误，同时，也减少了劳动力的消耗，提高了施工质量，降低了成本。

1.3国内外对比

国内外钢筋现状差距较大，国内仍旧在使用强度较低的HRB335钢筋，钢材浪费现象也十分严重。因此，为缩短与国外发达国家在这方面的差距，提高强度大的钢筋在建筑上的普及已经刻不容缓。生产工艺方面，资本、能源消耗过高。在功能性钢筋方面，中国在特殊性能钢筋的研究，如抗腐蚀、抗锈蚀钢筋上起步较晚，在实际应用上还未取得突破，只是小范围使用了特殊性能的钢筋。而目前对于超高层建筑的研究不断深入，对高强钢筋等特殊性能的钢筋的研发已经成为了必然。

钢筋的研发是一方面，而对于钢筋计数技术的研发也要跟上建筑业发展的需要，只有这样，才能实现建筑业在钢筋方面健康稳定发展，这也是建筑业取得突破的一大前提。

2.图像识别与统计

通过对钢筋数值进行阈值分割、双峰法、图像平滑滤波这三个方法和得出参数的观察，可以使钢筋进行更顺利、更精确地计数。

2.1阈值分割

图象朋分时图象处置中的一个经典困难，阈值法计较简略，具备较高的运算效力时图象朋分范畴最常见的一种朋分方式，阈值朋分首要操纵布景与方针之间存在的灰度值差别举行切割。通过分析，我们将阈值作为钢筋计数的首要参数。

2.2双峰法

直方图这一方法可以直观的表现图像灰度值整体散布情况。直方图是双峰法的前提，双峰法直接利用直方图的数据进行处理。一边情况下，直方图会出现两个峰点，一个是背景，另一个是目标物。在阈值分割完成后，就要对阈值进行选取，而双峰法是阈值选取的方法之一，且简洁有效。主要适用于，背景单一并且目标差异大的情况下，通过实验，发现有较好的效果。

2.3图像平滑滤波

下面进行灰度比处理，经处理之后的钢筋端面之间的差别大大减小，逐渐趋紧统一，整个断面的图像也比处理前清晰明了、柔和分明。但依旧存在钢筋端面图像光照不均匀，深浅不一的问题。遇到这种问题，就要对指定区域或是需要研究的端面进行图像加强，使之适应建筑施工的需要。

在形成图像的过程中，还会因为一些其他原因，造成图像与原图之间存在或多或少的区别。经过图像加强，我们发现图像中的特殊区域得到了加强，更加清晰直观，可以发现施工中可能存在的问题。

3.系统实现与性能测试

测试项目包括安置测试 启动测试 无相应测试 闪退测试 卸载测试，安置、启动 卸载测试即在终端举行安置，启动和卸载，测试这些基本功能可否正常完成，无相应闪退测试首要包罗长期运行体系和页面切换等题目。

用iPhoneX 、Phone11、HUAWEI P20、HUAWEI mate10这四类机型进行安装启用响应无闪退卸载试验均正常。

从样品中抽取8个样本进行实际报数、计数结果、计数、单根识别误差四个项目进行分析发现当成捆钢筋的数量增多的时候，不管是成捆钢筋的计数误差，还是单根钢筋识别误差，都呈现出上升的趋势，其主要缘故包含为钢筋数量增多时，导致成捆钢筋挤压严重。

4.总结

近年来，图象阐发技术和机器视觉的发展迅速，跟着计算机处置本领和拍照装备的进步，图象阐发被广泛应用于医学、农学、军事、产业等多个范畴，取得了可观的成效。钢筋市场需求日趋增大，但是大多企业对成捆钢筋的计数却仍停留在人工计数阶段。为了实现钢筋计数的自动化，首先要实现图像清晰。对于此，不竭有研究者将图象处置和计算机视觉技术应用于钢筋计数。成捆钢筋图象布景混乱、钢筋聚积慎密。在此布景下，本文基于图象阐发对成捆钢筋的辨认和计数方式进行了钻研。对钢筋原图象灰度化后，采取改良的局部ACE算法加强图象对比度。然后用优化阈值选取函数和范围的OTSU进行图像分割，并使用一系列形态学处理改善二值化效果。

5.展望

随着建筑业的不断发展，钢筋计数自动化是基本要求，同时，也是一种必然趋势。使用新时代的新技术智能化计数代替传统的人工计数方法，大大节约了劳动力成本和工程建筑成本。同时，也提高了建筑业建设的效率，缩短了周期，提高了数据的准确度。

作者简介：

潘家辉（1999-），汉族，江苏常州人，徐州工程学院，工程造价方向。

基金项目：

建筑图像处理的钢筋计数，项目编号：xcx2020103。

参考文献：

[1]彭功旭.基于图像处理的成捆钢筋自动计数APP的研究和开发[J].深圳大学，2017.

[2]黄晟霖.500MPa高强钢筋机械连接技术研究[J]南京航空航天大学，2016.

[3]彭俊善.基于数字图像处理技术建筑工地钢筋计数的方法[J].深圳大学，2017.

[4]姬晓燕.建筑业对我国经济增长的影响机制研究[J].东北财经大学.2013.