基于机器学习的裂纹识别研究现状及发展趋势*
2021-09-22彭建盛李涛涛侯雅茹许恒铭
广西科学 2021年3期
彭建盛,李涛涛,侯雅茹,许恒铭
(1.广西科技大学电气与信息工程学院,广西柳州 545000; 2.河池学院人工智能与制造学院,广西宜州 546300)
0 引言
裂纹是指材料在应力和/或环境作用下产生的裂隙,它存在于道路、机械、建筑等各种结构中。裂纹是引起大型复杂结构被破坏的主要原因之一。早期初始的裂纹通常微小,隐匿而不易被发现,容易被人们忽略,但裂纹的深入扩展往往会导致重大灾难性事故的发生,如航空灾难、桥梁坍塌和油气管线爆裂等,给国家和社会造成巨大的损失。因此,对早期初始微小裂纹的准确检测至关重要。传统裂纹识别主要依赖人工,存在成本高、耗时长和可靠性偏低等问题,而实现裂纹自动化、智能化检测是目前裂纹识别领域的研究热点。
裂纹的自动检测主要分为两个步骤,一是裂纹图像的采集,二是裂纹图像的识别。前者依赖于无人机、激光扫描和卫星等多种手段获取,目前已有较多文献对裂纹图像采集进行介绍;针对后者,自动检测算法通过对数据的处理,实现对裂纹图像的自动识别。近年来机器学习技术飞速发展,并已被广泛应用于自动检测领域。传统机器学习方法需要提前对特征进行定义,但不同的特征定义将影响着模型的准确性;与之相反,深度学习方法通过自动学习来获取特征,不需要对特征提前定义,是当今裂纹识别的主流技术。目前,已有许多研究人员对裂纹识别领域的方法进行综述。例如,Czimmermann等[1]从特征提取方法和分类网络方面对近年来的裂纹识别技术进行综述,但对深度学习技术介绍较少。……
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