CN107064169B - 一种桥梁裂缝检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁裂缝检测装置及检测方法，该桥梁裂缝自动检测装置包括控制装置、安装小车、伸缩杆机构和检测装置，所述控制装置包括数据处理设备、显示器、行走控制器、相机快门频率检测单元、伸缩杆调节装置、伸缩杆调节控制器、第一距离检测单元和第二距离检测单元，照明亮度检测单元、亮度调节模块和照明亮度控制器；该检测方法包括步骤：一、检测前准备工作；二、图像的拍摄及上传；三、图像截取；四、桥梁裂缝图像处理；五、标定物图像标定；六、桥梁裂缝参数的计算并同步输出。本发明结构简单、设计合理且使用操作简便，能够实现桥梁裂缝尺寸的准确、快速检测，提高桥梁裂缝检测的工作效率和检测数据的可靠度。

Description

一种桥梁裂缝检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于桥梁裂缝检测技术领域，尤其是涉及一种桥梁裂缝检测装置及检测方法。

背景技术

现如今，随着桥梁技术的不断发展，不但桥梁总里程数也在逐年增加，而且桥梁的长度也随之加长，桥梁也在一些环境恶劣的地方进行修建。桥梁是交通的咽喉，再加上现有交通量迅速增大、重型车辆的增多、车辆的超速超重运输，导致桥梁的承载力难以适应于交通负荷的迅速增长，桥梁长时间在超负荷的状态下工作易出现裂缝；另外桥梁所处的地质条件、地形条件、气候条件和设计、施工、运营过程中各种因素的影响，也会造成桥梁裂缝的产生，桥梁裂缝的产生不仅减少桥面的承载力，同时导致水分及有害物质渗入，引发钢筋腐蚀或者加速混凝土的自然老化，从而损害桥梁的承载能力，容易引发安全事故，因此对桥梁裂缝进行有效检测，及时发现裂缝并进行治理，确保桥梁处于正常使用状态，提高桥梁的使用寿命。

目前，桥梁裂缝的检测主要采用卷尺、手持裂缝观测仪和机器视觉等，而这些检测装置和检测方法主要存在以下问题：

第一，桥梁裂缝的传统检测主要通过人工接触式进行测量，工作人员一般是使用卷尺进行实地测量并记录，而对于不规则桥梁裂缝只能测量桥梁裂缝的直线长度和桥梁裂缝宽度的估计值，当桥梁裂缝较多时，人工进行测量的工作量就相当大，另外，桥梁一般距地面的高度较高，人工测量不仅难度大，而且安全系数不高；这种方法对于桥梁的检测无论在人力、物力还是时间上都有很大的消耗，另外测量过程往往存在人工误差。依靠人工不定期的检查，往往不能及时发现裂缝，且从机理上不具备大范围与长期跟踪监测的功能。

第二，目前，桥梁裂缝检测主要采取手持裂缝观测仪在桥下对目测到的桥梁裂缝进行裂缝检测，则需要工作人员搭乘传统桥检车手握手持裂缝观测仪，且使工作人员位于桥下对桥梁裂缝进行检测，最终完成桥梁裂缝检测。但在实际桥梁检测过程中，由于存在一些跨线桥梁和桥下检测环境复杂等情况，工作人员位于桥下较危险，使得裂缝检测难度很大，另外，对于不规则桥梁裂缝手持裂缝观测仪只能检测桥梁裂缝特定区域的宽度，导致桥梁裂缝检测到的尺寸结果存在偏差，从而影响对判断桥梁结构的安全承载能力及评估桥梁的运营质量评估结果。

第三，采用机器视觉对桥梁裂缝进行检测，主要基于数字图像处理技术对拍摄到的裂缝处理进行处理，从而得到裂缝的宽度、长度、面积和周长，但是针对裂缝图像进行处理时一种是一般采用的裂缝图像都是在非常理想的环境下拍摄到的裂缝图像，拍摄到的裂缝照片是一条边缘非常清晰的裂缝，几乎没有毛刺；另一种是需要手动标记裂缝图像中的毛刺，进行消除，这两种方式都不能满足实际工程的需要，工作量大、效率低，且测量的检测不准确，不能为为客观评价路面质量、科学决策养护管理方案提供有效地依据。因此，研究一种桥梁裂缝检测装置及检测方法，实现对桥梁裂缝的自动检测，减少人为参与，对桥梁裂缝进行及时、准确检测，实现桥梁裂缝的宽度和长度等信息测量，提高桥梁裂缝检测工作的工作效率和测量数据的可靠度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种桥梁裂缝检测装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，对桥梁裂缝进行及时、准确检测，实现桥梁裂缝的宽度和长度等信息测量，提高桥梁裂缝检测工作的工作效率和测量数据的可靠度，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种桥梁裂缝检测装置，其特征在于：包括控制装置、沿待检测桥梁移动的安装小车、安装在所述安装小车上的伸缩杆机构和安装在所述伸缩杆机构上且对待检测桥梁中桥梁裂缝进行自动检测的检测装置，所述伸缩杆机构包括安装在所述安装小车上且呈水平布设的第一伸缩杆、与第一伸缩杆连接的第二伸缩杆和与第二伸缩杆连接且与第二伸缩杆呈垂直布设的第三伸缩杆，以及与第三伸缩杆连接且与第三伸缩杆呈垂直布设的第四伸缩杆和与第四伸缩杆连接且与第四伸缩杆呈垂直布设的标定杆,所述控制装置包括数据处理设备、显示器、对所述安装小车进行驱动的驱动电机进行控制的行走控制器、对摄像机的快门频率进行检测的相机快门频率检测单元、对所述伸缩杆机构进行调节的伸缩杆调节装置、对所述伸缩杆调节装置进行控制的伸缩杆调节控制器、对第三伸缩杆与待检测桥梁边缘之间的水平间距进行实时检测的第一距离检测单元和对第四伸缩杆与待检测桥梁底部之间的竖直间距进行实时检测的第二距离检测单元，以及对照明灯的照明亮度进行实时检测的照明亮度检测单元、对照明灯的照明亮度进行调节的亮度调节模块和对亮度调节模块进行控制的照明亮度控制器，所述驱动电机和相机快门频率检测单元均与行走控制器连接，所述照明亮度检测单元和亮度调节模块均与照明亮度控制器连接，所述第一距离检测单元、第二距离检测单元和所述伸缩杆调节装置均与伸缩杆调节控制器连接；

所述检测装置包括安装在第四伸缩杆上的摄像机，所述摄像机、显示器、伸缩杆调节控制器、照明亮度控制器和行走控制器均所述数据处理设备相接。

上述的一种桥梁裂缝检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括与所述数据处理设备连接的数据采集模块，所述摄像机通过数据采集模块与所述数据处理设备相接。

上述的一种桥梁裂缝检测装置，其特征在于：所述数据处理设备为PC机。

上述的一种桥梁裂缝检测装置，其特征在于：所述第一距离检测单元和第二距离检测单元均为激光测距模块。

上述的一种桥梁裂缝检测装置，其特征在于：所述伸缩杆调节装置包括对第一伸缩杆进行调节的第一伸缩杆调节模块、对第二伸缩杆进行调节的第二伸缩杆调节模块、对第三伸缩杆进行调节的第三伸缩杆调节模块、对第四伸缩杆进行调节的第四伸缩杆调节模块、对标定杆进行调节的标定杆调节模块，所述第一伸缩杆调节模块、第二伸缩杆调节模块、第三伸缩杆调节模块、第四伸缩杆调节模块和标定杆调节模块均由所述伸缩杆调节控制器进行控制且均与所述伸缩杆调节控制器连接。

同时，本发明还公开一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的桥梁裂缝检测方法，能简便、快速对桥梁裂缝进行检测，且检测结果准确，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、检测前准备工作，过程如下：

步骤101、第一伸缩杆及第二伸缩杆的调节：所述伸缩杆调节控制器根据待检测桥梁中桥梁栏杆的高度，设定所述第一伸缩杆和第二伸缩杆的初始高度，使所述第一伸缩杆和第二伸缩杆距待检测桥梁桥面的初始高度不低于桥梁栏杆的高度；再根据所述安装小车距待检测桥梁边缘的间距，对所述第一伸缩杆和第二伸缩杆的水平伸缩长度进行调节，使设置在第二伸缩杆一端的第三伸缩杆距待检测桥梁边缘的水平间距符合预先设定的水平间距阈值；

步骤102、第三伸缩杆及第四伸缩杆的调节：所述伸缩杆调节控制器根据待检测桥梁的厚度，对所述第三伸缩杆的竖直伸缩长度进行调整，且使第四伸缩杆距待检测桥梁底部的竖直间距符合预先设定的竖直间距阈值，摄像机位于待检测桥梁的底部下方；

步骤103、标定物的设置：所述伸缩杆调节控制器通过所述伸缩杆调节装置对标定杆调节模块进行调节，使预先安装在标定杆上的标定物粘贴在待检测桥梁中桥梁裂缝一侧，且所述标定物沿所述桥梁裂缝的长度方向设置；

步骤104、安装小车移动：步骤103中所述标定物设置完成后，行走控制器通过驱动电机控制所述安装小车匀速直线运动，带动摄像机沿待检测桥梁长度方向运动；

步骤二、图像的拍摄及上传：通过摄像机对所述桥梁裂缝和所述标定物的组合式图像进行拍摄并将所拍摄的所述组合式图像通过数据采集模块上传给所述数据处理设备；

步骤三、图像截取：采用所述数据处理设备调用图像截取模块对步骤二中所述组合式图像进行图像截取处理，获取到桥梁裂缝图像和标定物图像；

步骤四、桥梁裂缝图像处理：采用所述数据处理设备对步骤三中所述桥梁裂缝图像进行图像处理时，包括以下步骤：

步骤401、图像预处理，过程如下：

步骤4011、图像灰度化处理：采用所述数据处理设备对步骤三中所述桥梁裂缝图像进行灰度化处理，获得灰度化图像；

步骤4012、图像增强：采用所述数据处理设备对步骤4011得到的灰度化图像进行图像增强处理，获得增强处理后的灰度化图像；

步骤4013、图像二值化处理：采用所述数据处理设备对步骤4012得到的增强处理后的灰度化图像进行二值化处理，获得二值化图像；

步骤402、干扰区域的消除：采用所述数据处理设备对步骤4013中得到的二值化图像中的干扰区域进行消除，具体过程为：

步骤4021、图像反色处理：采用所述数据处理设备调用图像反色处理函数对步骤4013中得到的二值化图像进行图像反色处理，得到待处理二值化图像；

步骤4022、图像边界抑制：采用所述数据处理设备调用图像边界抑制函数模块对步骤4021中得到的待处理二值化图像进行图像边界抑制，得到图像边界抑制后的二值化图像；

步骤4023、连通区域的一次消除：采用所述数据处理设备调用连通区域消除函数模块将步骤4022中得到的图像边界抑制后的二值化图像中所有小于连通区域面积阈值的连通区域进行一次消除，得到连通区域一次消除后的二值化图像；

步骤4024、图像黑色孔洞填充：采用所述数据处理设备调用图像空洞填充函数模块对步骤4023中得到的连通区域一次消除后的二值化图像中裂缝区域内出现的黑色孔洞进行填充，得到黑色孔洞填充后的二值化图像；

步骤403、图像腐蚀和膨胀处理：

步骤4031、图像腐蚀处理：采用所述数据处理设备对步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀图像；

步骤4032、连通区域的二次消除：采用所述数据处理设备调用连通区域消除函数模块将步骤4031中得到的腐蚀图像中的连通区域面积小于连通区域面积阈值的连通区域进行二次消除，得到连通区域二次消除后的二值化图像；

步骤4033、图像膨胀处理：采用所述数据处理设备对步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像进行膨胀处理，得到膨胀图像，则膨胀图像为目标图像；其中，所述目标图像中裂缝区域为白色区域，所述目标图像中背景区域为黑色区域；

步骤五、标定物图像标定：采用所述数据处理设备调用图像像素计算模块对步骤三中所述标定物图像进行处理，得到所述标定物图像中所述标定物的宽度像素个数，并根据所述标定物的真实宽度尺寸，得到步骤4033中所述目标图像中的单位像素尺寸；

步骤六、桥梁裂缝参数的计算并同步输出：采用所述数据处理设备调用图像像素计算模块对步骤4033中所述目标图像进行处理，得到所述目标图像中裂缝区域长度像素个数和裂缝区域宽度像素个数，再采用所述数据处理设备分别将所述裂缝区域长度像素个数和裂缝区域宽度像素个数分别与步骤五中得到的单位像素尺寸进行乘积运算，得到裂缝区域长度和裂缝区域宽度，并通过与所述数据处理设备相接的显示器进行同步显示。

上述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4012中采用7×7邻域窗口至13×13邻域窗口的中值滤波对步骤4011得到的灰度化图像进行图像去噪处理，得到增强处理后的灰度化图像。

上述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4012中采用OTSU自动阈值法对步骤4012得到的增强处理后的灰度化图像进行二值化处理，获得二值化图像。

上述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4031中所述腐蚀处理的具体过程如下：

步骤40311、采用所述数据处理设备创建一个半径为14个像素的第一平面圆盘形结构元素；

步骤40312、采用所述数据处理设备将步骤40311创建的第一平面圆盘形结构元素扫描步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中的每一个元素，且使所述第一平面圆盘形结构元素的中心与步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中的第一行第一个元素重合；

步骤40313、采用所述数据处理设备将所述平面圆盘形结构元素与步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中所述平面圆盘形结构元素覆盖的像素做“与”操作，判断“与”操作的结果是否为0，如果“与”操作的结果为0，执行步骤40314；如果“与”操作的结果不为0，则执行步骤40315；

步骤40314、采用所述数据处理设备将所述第一平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为0；

步骤40315、采用所述数据处理设备将所述第一平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为1；

步骤40316：多次重复步骤40312至步骤40315，直至步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中所有元素的腐蚀处理，得到腐蚀图像。

上述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4033中所述膨胀处理的具体过程如下：

步骤40331、采用所述数据处理设备创建一个半径为10个像素的第二平面圆盘形结构元素；

步骤40332、采用所述数据处理设备将步骤40311创建的平面圆盘形结构元素扫描步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像的每一个元素，且使所述平面圆盘形结构元素的中心与步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中的第一行第一个元素重合，

步骤40333、采用所述数据处理设备将所述平面圆盘形结构元素与步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中所述平面圆盘形结构元素覆盖的像素做“与”操作，判断“与”操作的结果是否为1，如果“与”操作的结果为1，执行步骤40334；如果“与”操作的结果不为1，则执行步骤40335；

步骤40334、采用所述数据处理设备将所述第二平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为0；

步骤40335、采用所述数据处理设备将所述第二平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为1；

步骤40336：多次重复步骤40332至步骤40335，直至完成步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中所有元素的膨胀处理，得到膨胀图像。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的桥梁裂缝自动检测装置结构简单、设计合理且投入成本较低。

2、所采用的桥梁裂缝自动检测装置使用操作简便，能简便、快速对桥梁裂缝进行检测，且检测结果准确。

3、所采用的桥梁裂缝自动检测装置不需要工作人员进行人工参与，并且不需要安装和拆卸，仅通过伸缩杆调节控制器控制伸缩杆机构调节，使摄像机完成桥梁裂缝图像的检测。因而结构非常简单，并且不受桥梁和环境限制，适应于跨线桥梁和所处环境较恶劣的桥梁检测。

4、所采用的桥梁裂缝自动检测装置智能化程度且检测效率高、使用效果好且检测结果准确，所采用的控制装置包括对所述安装小车的驱动电机进行控制的行走控制器、对摄像机的快门频率进行检测的相机快门频率检测单元、对所述伸缩杆机构进行调节的伸缩杆调节装置、对所述伸缩杆调节装置进行控制的伸缩杆调节控制器、对第三伸缩杆与待检测桥梁边缘之间的水平间距进行实时检测的第一距离检测单元和对第四伸缩杆与待检测桥梁底部之间的竖直间距进行实时检测的第二距离检测单元，以及对照明灯的照明亮度进行实时检测的照明亮度检测单元和对亮度调节模块进行控制的照明亮度控制器。实际使用过程中，行走控制器根据摄像机的快门频率对所述安装小车的速度进行控制，使得安装小车的速度小于摄像机的快门频率，这样防止因安装小车速度过快造成摄像机在对桥梁裂缝的拍摄过程中出现丢帧的问题，伸缩杆调节控制器根据第一距离检测单元和第二距离检测单元所检测到信息对伸缩杆机构进行调节，使得安装在伸缩杆机构调节上的摄像机能自适应调节，既能实现多处桥梁裂缝的检测，而且检测范围大，不要工作人员参与，避免工作人员接近现场，并且不要安装固定和拆卸；照明亮度控制器根据照明亮度检测单元所检测照明信息对照明灯的亮度进行调节，使得摄像机对桥梁裂缝的检测不受环境因素影响，适合于全天候检测，因而检测效率高，智能化程度高。

5、所采用的摄像机拍摄到的桥梁裂缝图像发送至数据处理设备，数据处理设备对所接收的桥梁裂缝图像进行图像分析处理，无需工作人员在桥梁现场对桥梁裂缝的状态进行检测，省工省时，且人员安全。

6、采用的桥梁裂缝自动检测装置使用效果好且实用价值高，通过对桥梁裂缝图像进行图像分析处理，实现桥梁裂缝的宽度和长度等信息测量，提高桥梁裂缝检测工作的工作效率和测量数据的可靠度，推广应用前景广泛。

7、所采用的一种桥梁裂缝检测方法步骤简单、设计合理且实现方便，投入成本较低。

8、所采用的一种桥梁裂缝检测方法数据处理速度快，能同步分析处理桥梁裂缝的宽度和长度等信息测量，并同步显示，实时性强，检测速度快且检测准确度高。

9、所采用的一种桥梁裂缝检测方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，通过图像截取将桥梁裂缝图像和标定物图像分别从所述组合式图像截取，对梁裂缝图像进行图像处理，消除裂缝图像中存在的毛刺；对标定物图像进行标定，实现桥梁裂缝图像中的单位像素尺寸，得到裂缝区域长度和裂缝区域宽度，并通过与所述数据处理设备相接的显示器进行同步显示，减少人为参与，对桥梁裂缝进行及时、准确检测，实现桥梁裂缝的宽度和长度等信息测量，准确评估桥梁运营状态，提高桥梁裂缝检测的效率和测量数据的可靠度，能够为桥梁裂缝尺寸检测技术的发展与进步提供重要的技术支撑，能够为判断桥梁结构的安全承载能力及评估桥梁的运营质量评估提供准确的裂缝测试数据。

综上所述，本发明结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，对桥梁裂缝进行及时、准确检测，实现桥梁裂缝的宽度和长度等信息测量，提高桥梁裂缝检测工作的工作效率和测量数据的可靠度，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明桥梁裂缝自动检测装置的结构示意图。

图2为本发明桥梁裂缝自动检测装置的电路原理框图。

图3为本发明检测方法的流程框图。

附图标记说明:

具体实施方式

如图1和图2所示的一种桥梁裂缝检测装置，包括控制装置、沿待检测桥梁移动的安装小车25、安装在所述安装小车25上的伸缩杆机构和安装在所述伸缩杆机构上且对待检测桥梁中桥梁裂缝进行自动检测的检测装置，所述伸缩杆机构包括安装在所述安装小车25上且呈水平布设的第一伸缩杆20、与第一伸缩杆20连接的第二伸缩杆21和与第二伸缩杆21连接且与第二伸缩杆21呈垂直布设的第三伸缩杆22，以及与第三伸缩杆22连接且与第三伸缩杆22呈垂直布设的第四伸缩杆23和与第四伸缩杆23连接且与第四伸缩杆23呈垂直布设的标定杆24,所述控制装置包括数据处理设备、显示器19、对所述安装小车25进行驱动的驱动电机14进行控制的行走控制器3、对摄像机16的快门频率进行检测的相机快门频率检测单元13、对所述伸缩杆机构进行调节的伸缩杆调节装置、对所述伸缩杆调节装置进行控制的伸缩杆调节控制器1、对第三伸缩杆22与待检测桥梁边缘之间的水平间距进行实时检测的第一距离检测单元9和对第四伸缩杆23与待检测桥梁底部之间的竖直间距进行实时检测的第二距离检测单元10，以及对照明灯18的照明亮度进行实时检测的照明亮度检测单元11、对照明灯18的照明亮度进行调节的亮度调节模块12和对亮度调节模块12进行控制的照明亮度控制器2，所述驱动电机14和相机快门频率检测单元13均与行走控制器3连接，所述照明亮度检测单元11和亮度调节模块12均与照明亮度控制器2连接，所述第一距离检测单元9、第二距离检测单元10和所述伸缩杆调节装置均与伸缩杆调节控制器1连接；

所述检测装置包括安装在第四伸缩杆23上的摄像机16，所述摄像机16、显示器19、伸缩杆调节控制器1、照明亮度控制器2和行走控制器3均所述数据处理设备相接。

本实施例中，所采用的桥梁裂缝自动检测装置不需要工作人员进行人工参与，并且不需要安装和拆卸，仅通过伸缩杆调节控制器1控制所述伸缩杆机构调节，使摄像机16完成桥梁裂缝图像的检测。因而结构非常简单，并且不受桥梁和环境限制，适应于跨线桥梁和所处环境较恶劣的桥梁检测。

实际使用过程中，行走控制器3根据摄像机16的快门频率对所述安装小车的速度进行控制，使得所述安装小车的速度小于摄像机16的快门频率，这样防止因所述安装小车速度过快造成摄像机16在对桥梁裂缝的拍摄过程中出现丢帧的问题，伸缩杆调节控制器1根据第一距离检测单元9和第二距离检测单元10所检测到信息对所述伸缩杆机构进行调节，使得安装在所述伸缩杆机构调节上的摄像机16能自适应调节，这样既能实现多处桥梁裂缝的检测，而且检测范围大，不要工作人员参与，避免工作人员接近现场，并且不要安装固定和拆卸；照明亮度控制器2根据照明亮度检测单元11所检测照明信息对照明灯19的亮度进行调节，使得摄像机16对桥梁裂缝的检测不受环境因素影响，适合于全天候检测，因而检测效率高，智能化程度高。

本实施例中，所述检测装置还包括与所述数据处理设备连接的数据采集模块17，所述摄像机16通过数据采集模块17与所述数据处理设备相接。

实际使用过程中，摄像机16拍摄到的桥梁裂缝图像通过数据采集模块17发送至PC机15，PC机15对所接收的桥梁裂缝图像进行图像分析处理，无需工作人员在桥梁现场对桥梁裂缝的状态进行监测，省工省时，且人员安全。

本实施例中，所述数据处理设备为PC机15。

本实施例中，所述第一距离检测单元9和第二距离检测单元10均为激光测距模块。

本实施例中，所述伸缩杆调节装置包括对第一伸缩杆20进行调节的第一伸缩杆调节模块4、对第二伸缩杆21进行调节的第二伸缩杆调节模块5、对第三伸缩杆22进行调节的第三伸缩杆调节模块6、对第四伸缩杆23进行调节的第四伸缩杆调节模块7、对标定杆24进行调节的标定杆调节模块8，所述第一伸缩杆调节模块4、第二伸缩杆调节模块5、第三伸缩杆调节模块6、第四伸缩杆调节模块7和标定杆调节模块8均由所述伸缩杆调节控制器1进行控制且均与所述伸缩杆调节控制器1连接。

如图2所示的一种一种桥梁裂缝检测方法，包括以下步骤：该方法包括以下步骤：

步骤一、检测前准备工作，过程如下：

步骤101、第一伸缩杆及第二伸缩杆的调节：所述伸缩杆调节控制器1根据待检测桥梁中桥梁栏杆的高度，设定所述第一伸缩杆20和第二伸缩杆21的初始高度，使所述第一伸缩杆20和第二伸缩杆21距待检测桥梁桥面的初始高度不低于桥梁栏杆的高度；再根据所述安装小车25距待检测桥梁边缘的间距，对所述第一伸缩杆20和第二伸缩杆21的水平伸缩长度进行调节，使设置在第二伸缩杆21一端的第三伸缩杆22距待检测桥梁边缘的水平间距符合预先设定的水平间距阈值；

步骤102、第三伸缩杆及第四伸缩杆的调节：所述伸缩杆调节控制器1根据待检测桥梁的厚度，对所述第三伸缩杆22的竖直伸缩长度进行调整，且使第四伸缩杆23距待检测桥梁底部的竖直间距符合预先设定的竖直间距阈值，摄像机16位于待检测桥梁的底部下方；

步骤103、标定物的设置：所述伸缩杆调节控制器1通过所述伸缩杆调节装置对标定杆调节模块8进行调节，使预先安装在标定杆24上的标定物粘贴在待检测桥梁中桥梁裂缝一侧，且所述标定物沿所述桥梁裂缝的长度方向设置；

步骤104、安装小车移动：步骤103中所述标定物设置完成后，行走控制器3通过驱动电机14控制所述安装小车25匀速直线运动，带动摄像机16沿待检测桥梁长度方向运动；

步骤二、图像的拍摄及上传：通过摄像机16对所述桥梁裂缝和所述标定物的组合式图像进行拍摄并将所拍摄的所述组合式图像通过数据采集模块17上传给所述数据处理设备；

步骤三、图像截取：采用所述数据处理设备调用图像截取模块对步骤二中所述组合式图像进行图像截取处理，获取到桥梁裂缝图像和标定物图像；

步骤四、桥梁裂缝图像处理：采用所述数据处理设备对步骤三中所述桥梁裂缝图像进行图像处理时，包括以下步骤：

步骤401、图像预处理，过程如下：

步骤4011、图像灰度化处理：采用所述数据处理设备对步骤三中所述桥梁裂缝图像进行灰度化处理，获得灰度化图像；

步骤4012、图像增强：采用所述数据处理设备对步骤4011得到的灰度化图像进行图像增强处理，获得增强处理后的灰度化图像；

步骤4013、图像二值化处理：采用所述数据处理设备对步骤4012得到的增强处理后的灰度化图像进行二值化处理，获得二值化图像；

步骤402、干扰区域的消除：采用所述数据处理设备对步骤4013中得到的二值化图像中的干扰区域进行消除，具体过程为：

步骤4021、图像反色处理：采用所述数据处理设备调用图像反色处理函数对步骤4013中得到的二值化图像进行图像反色处理，得到待处理二值化图像；

实际使用过程中，采用步骤4021图像反色处理是为了将步骤4013中得到的二值化图像中所有像素值进行1和0的互转，将背景区域转换为黑色区域，所需检测的裂缝区域转换为白色区域。因为我们处理对象为裂缝区域，所以所述二值化图像中代表裂缝区域的像素值必须为1，才可被后续处理函数所识别，为后续步骤的实现做准备，否则后续图像函数不能识别出的裂缝区域。

步骤4022、图像边界抑制：采用所述数据处理设备调用图像边界抑制函数模块对步骤4021中得到的待处理二值化图像进行图像边界抑制，得到图像边界抑制后的二值化图像；

实际使用过程中，步骤4022图像边界抑制是为了移除与所述待处理二值化图像中图像边界连通的白色区域，可以有效清除和所述待处理二值化图像中图像边界相连的白色区域，去除白色区域元素值大于裂缝区域元素值的情况。

步骤4023、连通区域的一次消除：采用所述数据处理设备调用连通区域消除函数模块将步骤4022中得到的图像边界抑制后的二值化图像中所有小于连通区域面积阈值的连通区域进行一次消除，得到连通区域一次消除后的二值化图像；

实际使用过程中，步骤4023连通区域的一次消除是为了删除掉与所述图像边界抑制后的二值化图像中图像边界不连通而未被步骤4022图像边界抑制去除的连通区域，步骤4023连通区域的一次消除可以移除掉所述待处理二值化图像中像素值小于裂缝区域连通区域的所有对象，使得所述连通区域一次消除后的二值化图像中只保留一个连通区域，即裂缝区域。

步骤4024、图像黑色孔洞填充：采用所述数据处理设备调用图像空洞填充函数模块对步骤4023中得到的连通区域一次消除后的二值化图像中裂缝区域内出现的黑色孔洞进行填充，得到黑色孔洞填充后的二值化图像；

实际使用过程中，步骤4024图像黑色孔洞填充是为了填充所述连通区域一次消除后的二值化图像中被白色区域包围的黑色区域，由于光照的因素，裂缝中存在的小石子或其他填塞物在图像中并非呈现和裂缝一样的深色，在图像处理中像素值也恰好与裂缝相反，故需要用到孔洞填充函数模块，填充所述连通区域一次消除后的二值化图像中的黑色空洞部分，使其在图像处理中成为裂缝的一部分。综合考虑了对缝隙中存在杂物的裂缝进行图像处理，增加适用的对象范围。否则，会对缝隙中存在杂物的裂缝数据处理产生大误差。

步骤403、图像腐蚀和膨胀处理：

步骤4031、图像腐蚀处理：采用所述数据处理设备对步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀图像；

步骤4032、连通区域的二次消除：采用所述数据处理设备调用连通区域消除函数模块将步骤4031中得到的腐蚀图像中的连通区域面积小于连通区域面积阈值的连通区域进行二次消除，得到连通区域二次消除后的二值化图像；

步骤4033、图像膨胀处理：采用所述数据处理设备对步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像进行膨胀处理，得到膨胀图像，则膨胀图像为目标图像；其中，所述目标图像中裂缝区域为白色区域，所述目标图像中背景区域为黑色区域；

步骤五、标定物图像标定：采用所述数据处理设备调用图像像素计算模块对步骤三中所述标定物图像进行处理，得到所述标定物图像中所述标定物的宽度像素个数，并根据所述标定物的真实宽度尺寸，得到步骤4033中所述目标图像中的单位像素尺寸；

步骤六、桥梁裂缝参数的计算并同步输出：采用所述数据处理设备调用图像像素计算模块对步骤4033中所述目标图像进行处理，得到所述目标图像中裂缝区域长度像素个数和裂缝区域宽度像素个数，再采用所述数据处理设备分别将所述裂缝区域长度像素个数和裂缝区域宽度像素个数分别与步骤五中得到的单位像素尺寸进行乘积运算，得到裂缝区域长度和裂缝区域宽度，并通过与所述数据处理设备相接的显示器19进行同步显示。

本实施例中，所述裂缝区域宽度为所述裂缝区域的最大裂缝宽度。

本实施例中，步骤4012中采用7×7邻域窗口至13×13邻域窗口的中值滤波对步骤4011得到的灰度化图像进行图像去噪处理，得到增强处理后的灰度化图像。

实际使用过程中，采用7×7邻域窗口至13×13邻域窗口的中值滤波对步骤4011得到的灰度化图像进行图像去噪处理，中值滤波法就是将所述裂缝图像中每一像素点的灰度值设置为该像素点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值，把所述裂缝图像中每一像素点的值用该每一像素点的一个邻域窗口中各每一像素点值的中值代替，消除孤立的噪声点，极端值减小，中间值增加，邻域窗口选择过小会导致噪点去除不干净，邻域窗口选择过大会使图像失去细节，经对所述裂缝图像处理后可见，邻域窗口大于7×7邻域窗口之后的图像处理后不存在噪声，邻域窗口大于15×15后的图像明显失去细节。所以邻域窗口选择7×7邻域窗口至13×13为宜。

本实施例中，步骤4012中采用OTSU自动阈值法对步骤4012得到的增强处理后的灰度化图像进行二值化处理，获得二值化图像。

本实施例中，步骤4031中所述腐蚀处理的具体过程如下：

步骤40311、采用所述数据处理设备创建一个半径为14个像素的第一平面圆盘形结构元素；

步骤40312、采用所述数据处理设备将步骤40311创建的第一平面圆盘形结构元素扫描步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中的每一个元素，且使所述第一平面圆盘形结构元素的中心与步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中的第一行第一个元素重合；

步骤40313、采用所述数据处理设备将所述平面圆盘形结构元素与步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中所述平面圆盘形结构元素覆盖的像素做“与”操作，判断“与”操作的结果是否为0，如果“与”操作的结果为0，执行步骤40314；如果“与”操作的结果不为0，则执行步骤40315；

步骤40314、采用所述数据处理设备将所述第一平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为0；

步骤40315、采用所述数据处理设备将所述第一平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为1；

步骤40316：多次重复步骤40312至步骤40315，直至完成步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中所有元素的腐蚀处理，得到腐蚀图像。

本实施例中，步骤40311中创建一个半径为14个像素的第一平面圆盘形结构元素，是因为矩形结构元素腐蚀后只剩下部分拐点处的像素点，主要的是非直角的拐点，十字结构元素腐蚀的能力最弱，对所有拐点处都比较敏感，圆形结构元素腐蚀的能力强，且对所有拐点比较敏感，且使用圆形结构元素进行腐蚀的效果更好，实现对裂缝轮廓平滑圆润处理。

本实施例中，步骤4033中所述膨胀处理的具体过程如下：

步骤40331、采用所述数据处理设备创建一个半径为10个像素的第二平面圆盘形结构元素；

步骤40332、采用所述数据处理设备将步骤40311创建的平面圆盘形结构元素扫描步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像的每一个元素，且使所述平面圆盘形结构元素的中心与步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中的第一行第一个元素重合，

步骤40333、采用所述数据处理设备将所述平面圆盘形结构元素与步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中所述平面圆盘形结构元素覆盖的像素做“与”操作，判断“与”操作的结果是否为1，如果“与”操作的结果为1，执行步骤40334；如果“与”操作的结果不为1，则执行步骤40335；

步骤40334、采用所述数据处理设备将所述第二平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为1；

步骤40335、采用所述数据处理设备将所述第二平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为0；

步骤40336：多次重复步骤40332至步骤40335，直至完成步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中所有元素的膨胀处理，得到膨胀图像。

本实施例中，步骤40331创建一个半径为10个像素的第二平面圆盘形结构元素，采用平面圆盘形结构元素进行膨胀处理，是因为矩形结构元素膨胀适用于对外形是规则形状、边沿处无太多尖锐突起的物体，这样可以最大程度保持物体原本的轮廓形状，十字结构元素膨胀适用于对外形不规则、边沿处有较多尖锐突起的物体，这样可以最大程度保持物体原本的轮廓形状，圆形结构元素膨胀适用于对外形不规则、边沿处有较多尖锐突起的物体，对物体的轮廓进行平滑圆润处理；另外，矩形结构元素倾向于使裂缝轮廓的拐点处具有水平或垂直分割的特征，上下左右四个方向的边界都是直的，十字结构元素倾向于使裂缝轮廓的拐点处具有四分之一十字结构元形状的锯齿，圆形结构元素倾向于使轮廓的拐点处具有更为平滑和圆润的弧线。因此本实施例中，选择创建一个半径为10个像素的第二平面圆盘形结构元素对进行膨胀处理，使步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中裂缝轮廓的毛刺进行平滑圆润处理，消除毛刺而得到目标图像。

根据实际检测结果，采用本发明进行桥梁裂缝检测的结果见表1：

表1采用本发明进行桥梁裂缝检测结果

由表1可知，利用本发明对桥梁裂缝进行检测，检测结果更加准确，误差也大大减少，有着广泛的适用范围。

综上所述该一种桥梁裂缝检测方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，得到裂缝区域长度和裂缝区域宽度，并通过与所述数据处理设备相接的显示器进行同步显示，减少人为参与，对桥梁裂缝进行及时、准确检测，实现桥梁裂缝的宽度和长度等信息测量，准确评估桥梁运营状态，提高桥梁裂缝检测工作的工作效率和测量数据的可靠度，能够为桥梁裂缝尺寸检测技术的发展与进步提供重要的技术支撑，能够为判断桥梁结构的安全承载能力及评估桥梁的运营质量评估提供准确的裂缝测试数据。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种桥梁裂缝检测方法，该方法所采用的装置包括控制装置、沿待检测桥梁移动的安装小车（25）、安装在所述安装小车（25）上的伸缩杆机构和安装在所述伸缩杆机构上且对待检测桥梁中桥梁裂缝进行自动检测的检测装置，所述伸缩杆机构包括安装在所述安装小车（25）上且呈水平布设的第一伸缩杆（20）、与第一伸缩杆（20）连接的第二伸缩杆（21）和与第二伸缩杆（21）连接且与第二伸缩杆（21）呈垂直布设的第三伸缩杆（22），以及与第三伸缩杆（22）连接且与第三伸缩杆（22）呈垂直布设的第四伸缩杆（23）和与第四伸缩杆（23）连接且与第四伸缩杆（23）呈垂直布设的标定杆（24）,所述控制装置包括数据处理设备、显示器（19）、对所述安装小车（25）进行驱动的驱动电机（14）进行控制的行走控制器（3）、对摄像机（16）的快门频率进行检测的相机快门频率检测单元（13）、对所述伸缩杆机构进行调节的伸缩杆调节装置、对所述伸缩杆调节装置进行控制的伸缩杆调节控制器（1）、对第三伸缩杆（22）与待检测桥梁边缘之间的水平间距进行实时检测的第一距离检测单元（9）和对第四伸缩杆（23）与待检测桥梁底部之间的竖直间距进行实时检测的第二距离检测单元（10），以及对照明灯（18）的照明亮度进行实时检测的照明亮度检测单元（11）、对照明灯（18）的照明亮度进行调节的亮度调节模块（12）和对亮度调节模块（12）进行控制的照明亮度控制器（2），所述驱动电机（14）和相机快门频率检测单元（13）均与行走控制器（3）连接，所述照明亮度检测单元（11）和亮度调节模块（12）均与照明亮度控制器（2）连接，所述第一距离检测单元（9）、第二距离检测单元（10）和所述伸缩杆调节装置均与伸缩杆调节控制器（1）连接；

所述检测装置包括安装在第四伸缩杆（23）上的摄像机（16），所述摄像机（16）、显示器（19）、伸缩杆调节控制器（1）、照明亮度控制器（2）和行走控制器（3）均所述数据处理设备相接，所述检测装置还包括与所述数据处理设备连接的数据采集模块（17），所述摄像机（16）通过数据采集模块（17）与所述数据处理设备相接；该方法包括以下步骤：

步骤一、检测前准备工作，过程如下：

步骤101、第一伸缩杆及第二伸缩杆的调节：所述伸缩杆调节控制器（1）根据待检测桥梁中桥梁栏杆的高度，设定所述第一伸缩杆（20）和第二伸缩杆（21）的初始高度，使所述第一伸缩杆（20）和第二伸缩杆（21）距待检测桥梁桥面的初始高度不低于桥梁栏杆的高度；再根据所述安装小车（25）距待检测桥梁边缘的间距，对所述第一伸缩杆（20）和第二伸缩杆（21）的水平伸缩长度进行调节，使设置在第二伸缩杆（21）一端的第三伸缩杆（22）距待检测桥梁边缘的水平间距符合预先设定的水平间距阈值；

步骤102、第三伸缩杆及第四伸缩杆的调节：所述伸缩杆调节控制器（1）根据待检测桥梁的厚度，对所述第三伸缩杆（22）的竖直伸缩长度进行调整，且使第四伸缩杆（23）距待检测桥梁底部的竖直间距符合预先设定的竖直间距阈值，摄像机（16）位于待检测桥梁的底部下方；

步骤103、标定物的设置：所述伸缩杆调节控制器（1）通过所述伸缩杆调节装置对标定杆调节模块（8）进行调节，使预先安装在标定杆（24）上的标定物粘贴在待检测桥梁中桥梁裂缝一侧，且所述标定物沿所述桥梁裂缝的长度方向设置；

步骤104、安装小车移动：步骤103中所述标定物设置完成后，行走控制器（3）通过驱动电机（14）控制所述安装小车（25）匀速直线运动，带动摄像机（16）沿待检测桥梁长度方向运动；

步骤二、图像的拍摄及上传：通过摄像机（16）对所述桥梁裂缝和所述标定物的组合式图像进行拍摄并将所拍摄的所述组合式图像通过数据采集模块（17）上传给所述数据处理设备；

步骤三、图像截取：采用所述数据处理设备调用图像截取模块对步骤二中所述组合式图像进行图像截取处理，获取到桥梁裂缝图像和标定物图像；

步骤四、桥梁裂缝图像处理：采用所述数据处理设备对步骤三中所述桥梁裂缝图像进行图像处理时，包括以下步骤：

步骤401、图像预处理，过程如下：

步骤4011、图像灰度化处理：采用所述数据处理设备对步骤三中所述桥梁裂缝图像进行灰度化处理，获得灰度化图像；

步骤4012、图像增强：采用所述数据处理设备对步骤4011得到的灰度化图像进行图像增强处理，获得增强处理后的灰度化图像；

步骤4013、图像二值化处理：采用所述数据处理设备对步骤4012得到的增强处理后的灰度化图像进行二值化处理，获得二值化图像；

步骤402、干扰区域的消除：采用所述数据处理设备对步骤4013中得到的二值化图像中的干扰区域进行消除，具体过程为：

步骤4021、图像反色处理：采用所述数据处理设备调用图像反色处理函数对步骤4013中得到的二值化图像进行图像反色处理，得到待处理二值化图像；

步骤4022、图像边界抑制：采用所述数据处理设备调用图像边界抑制函数模块对步骤4021中得到的待处理二值化图像进行图像边界抑制，得到图像边界抑制后的二值化图像；

步骤4023、连通区域的一次消除：采用所述数据处理设备调用连通区域消除函数模块将步骤4022中得到的图像边界抑制后的二值化图像中所有小于连通区域面积阈值的连通区域进行一次消除，得到连通区域一次消除后的二值化图像；

步骤4024、图像黑色孔洞填充：采用所述数据处理设备调用图像空洞填充函数模块对步骤4023中得到的连通区域一次消除后的二值化图像中裂缝区域内出现的黑色孔洞进行填充，得到黑色孔洞填充后的二值化图像；

步骤403、图像腐蚀和膨胀处理：

步骤4031、图像腐蚀处理：采用所述数据处理设备对步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀图像；

步骤4032、连通区域的二次消除：采用所述数据处理设备调用连通区域消除函数模块将步骤4031中得到的腐蚀图像中的连通区域面积小于连通区域面积阈值的连通区域进行二次消除，得到连通区域二次消除后的二值化图像；

步骤4033、图像膨胀处理：采用所述数据处理设备对步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像进行膨胀处理，得到膨胀图像，则膨胀图像为目标图像；其中，所述目标图像中裂缝区域为白色区域，所述目标图像中背景区域为黑色区域；

步骤五、标定物图像标定：采用所述数据处理设备调用图像像素计算模块对步骤三中所述标定物图像进行处理，得到所述标定物图像中所述标定物的宽度像素个数，并根据所述标定物的真实宽度尺寸，得到步骤4033中所述目标图像中的单位像素尺寸；

步骤六、桥梁裂缝参数的计算并同步输出：采用所述数据处理设备调用图像像素计算模块对步骤4033中所述目标图像进行处理，得到所述目标图像中裂缝区域长度像素个数和裂缝区域宽度像素个数，再采用所述数据处理设备分别将所述裂缝区域长度像素个数和裂缝区域宽度像素个数分别与步骤五中得到的单位像素尺寸进行乘积运算，得到裂缝区域长度和裂缝区域宽度，并通过与所述数据处理设备相接的显示器（19）进行同步显示。

2.按照权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：所述数据处理设备为PC机（15）。

3.按照权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：所述第一距离检测单元（9）和第二距离检测单元（10）均为激光测距模块。

4.按照权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：所述伸缩杆调节装置包括对第一伸缩杆（20）进行调节的第一伸缩杆调节模块（4）、对第二伸缩杆（21）进行调节的第二伸缩杆调节模块（5）、对第三伸缩杆（22）进行调节的第三伸缩杆调节模块（6）、对第四伸缩杆（23）进行调节的第四伸缩杆调节模块（7）、对标定杆（24）进行调节的标定杆调节模块（8），所述第一伸缩杆调节模块（4）、第二伸缩杆调节模块（5）、第三伸缩杆调节模块（6）、第四伸缩杆调节模块（7）和标定杆调节模块（8）均由所述伸缩杆调节控制器（1）进行控制且均与所述伸缩杆调节控制器（1）连接。

5.按照权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4012中采用7×7邻域窗口至13×13邻域窗口的中值滤波对步骤4011得到的灰度化图像进行图像去噪处理，得到增强处理后的灰度化图像。

6.按照权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4012中采用OTSU自动阈值法对步骤4012得到的增强处理后的灰度化图像进行二值化处理，获得二值化图像。

7.按照权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4031中所述腐蚀处理的具体过程如下：

步骤40311、采用所述数据处理设备创建一个半径为14个像素的第一平面圆盘形结构元素；

步骤40312、采用所述数据处理设备将步骤40311创建的第一平面圆盘形结构元素扫描步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中的每一个元素，且使所述第一平面圆盘形结构元素的中心与步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中的第一行第一个元素重合；

步骤40313、采用所述数据处理设备将所述平面圆盘形结构元素与步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中所述平面圆盘形结构元素覆盖的像素做“与”操作，判断“与”操作的结果是否为0，如果“与”操作的结果为0，执行步骤40314；如果“与”操作的结果不为0，则执行步骤40315；

步骤40314、采用所述数据处理设备将所述第一平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为0；

步骤40315、采用所述数据处理设备将所述第一平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为1；

步骤40316：多次重复步骤40312至步骤40315，直至完成步骤4024得到的黑色孔洞填充后的二值化图像中所有元素的腐蚀处理，得到腐蚀图像。

8.按照权利要求1所述的一种桥梁裂缝检测方法，其特征在于：步骤4033中所述膨胀处理的具体过程如下：

步骤40331、采用所述数据处理设备创建一个半径为10个像素的第二平面圆盘形结构元素；

步骤40332、采用所述数据处理设备将步骤40311创建的平面圆盘形结构元素扫描步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像的每一个元素，且使所述平面圆盘形结构元素的中心与步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中的第一行第一个元素重合，

步骤40333、采用所述数据处理设备将所述平面圆盘形结构元素与步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中所述平面圆盘形结构元素覆盖的像素做“与”操作，判断“与”操作的结果是否为1，如果“与”操作的结果为1，执行步骤40334；如果“与”操作的结果不为1，则执行步骤40335；

步骤40334、采用所述数据处理设备将所述第二平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为1；

步骤40335、采用所述数据处理设备将所述第二平面圆盘形结构元素的中心对应元素的像素赋值为0；

步骤40336：多次重复步骤40332至步骤40335，直至完成步骤4032中得到的连通区域二次消除后的二值化图像中所有元素的膨胀处理，得到膨胀图像。

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