东南大学梁汉斌获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116228033B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310247577.1,技术领域涉及:G06Q10/0639;该发明授权基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法是由梁汉斌;朱虹;尹凌峰;侯士通;李胡兵设计研发完成,并于2023-03-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法在说明书摘要公布了:本发明提出了一种基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法,包括以下步骤:对图像中的房屋轮廓、洞口和标识物进行识别,利用OpenCV通过标识物对图像进行视角矫正并测算目标的实际尺寸,使用MobileViTV3模型按房屋层数对图像进行分类,实现建筑尺寸参数的自动识别和房屋信息快速采集;参数化建立房屋结构模型,计算层高、面积、结构重力荷载代表值等基本参数,由简化方法计算各层墙体等效截面面积、轴压比和等效截面惯性矩,运用简化的剪切层模型快速计算砌体结构墙体的抗侧刚度,根据底部剪力法计算结构的地震作用和效应,以层间位移角为指标对结构的抗震性能进行评级。本发明基于图像识别方法可实现老旧房屋尺寸信息快速采集及砌体结构性能快速评估。
本发明授权基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法在权利要求书中公布了:1.一种基于图像识别的砌体结构抗震性能快速评估方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤1、在砌体结构所有外立面墙体粘贴标识物,以作为图像变形矫正和实际尺寸换算的参照物; 步骤2、图像采集:对砌体结构所有外立面进行拍照; 步骤3、对步骤2采集到的图像进行目标识别以输出二值图:使用SegFormer模型对图像中的房屋立面、门窗洞口和标识物的轮廓进行识别; 步骤4、基于步骤3输出的二值图,进行参数测量并获取房屋总层数level;其中,参数包括房屋立面、门窗洞口和标识物各自的实际尺寸和位置;具体包括: 利用OpenCV对标识物进行变形矫正,统计房屋立面和门窗洞口的所需尺寸像素数量pixel、标识物边长所占像素数量mark_pixel,由下式计算实际尺寸: L=pixelmark_pixel×30cm; 其中,实际尺寸包括房屋轮廓、标识物、门窗洞口各自的宽度、高度、中心点坐标; 使用MobileViTV3模型按房屋层数对图像进行分类,输出房屋总层数level; 步骤5、层高和开洞率计算:根据步骤4获取的房屋总高度house_height和总层数level,按下式计算各层层高H: H=house_heightlevel; 计算墙体开洞率ωi以用于计算后续步骤6中抗侧刚度K;ωi=各层洞口的总面积该层墙面面积计算; 步骤6、基于步骤5获取的层高H,进行结构等效总重力荷载Geq与抗侧刚度K计算,以用于后续步骤7中抗震验算与评级: 其中,结构等效总重力荷载Geq: 其中,Lx-房屋在横向上的宽度; Ly-房屋在纵向上的宽度; B-墙体厚度;qm-墙体材料容重;qf-楼板材料容重;hf-楼板厚度; 其中,抗侧刚度K计算:由当地统计资料确定砌体弹性模量E、剪切模量G,计算第i层墙体等效截面面积Aw,i、轴压比vi、墙体的等效截面惯性矩Ii,结合步骤5获取的层高H和开洞率ωi,根据下式计算各层墙体的弹性刚度Ki,平行的两面墙体的弹性刚度Ki累加,即为该方向墙体的抗侧刚度K;qd为恒载;ql为活载; 其中, 其中,β为边界条件参数; 具体包括以下步骤: 步骤6B1、计算各层墙体等效截面面积Aw,i: 其中,Aik为墙体截面面积;第i层中,由第j列的宽度lij的数量li,size、第k行的高度hik的数量hi,size构造二维列表isHole,默认元素为1,当墙体第j列第k行区域为开洞区域时,将isHole对应元素为0; 由门窗洞口边界坐标edge_y_i组成edge_y_i列表,edge_y_num为edge_y_i列表元素数量; 由门窗洞口边界坐标edge_x_i组成edge_x_i列表; 由edge_x_i列表相邻元素两两相减,得到各列宽度lij数据列表; 由edge_y_i列表相邻元素两两相减,得到各行高度hik数据列表; 步骤6B2、计算各层轴压比vi; 其中,fm-砌体抗压强度;Aw,min,i为墙体的最小横截面积;Ni为第i层轴力的设计值; 步骤6B3、计算各层墙体的等效截面惯性矩Ii: Dij-墙体划分的第j列区域形心至墙体中轴的横向距离;为墙体参数;Iik墙体到墙体中轴的惯性矩; 步骤7、以层间位移角Δθe,i为指标对结构的抗震性能进行验算与评级: FEk=α1Geq; 其中,FEk为结构水平地震作用标准值;α1为水平地震影响系数值;Fi为第i层水平地震作用标准值;Vi为第i层的层间剪力; 最后根据层间位移角Δθe,i进行结构评级。
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