Support Vector Machine을 기반으로 한 콘크리트 진동 상태의 이미지 인식 및 파라미터 분석

요약

이 논문에서 설명하는 프로토콜은 방향 기울기 히스토그램 기법을 활용하여 다양한 진동 상태에서 구체적인 이미지 샘플의 특성을 추출합니다. 기계 학습을 위한 지원 벡터 머신을 사용하여 학습 샘플 요구 사항이 최소화되고 컴퓨터 성능 요구 사항이 낮은 이미지 인식 방법을 제공합니다.

초록

이 논문에서는 방향성 기울기 히스토그램 기술을 사용하여 다양한 진동 상태에서 캡처된 구체적인 이미지 샘플의 특징을 추출합니다. 서포트 벡터 머신(SVM)은 이미지 특징과 진동 상태 간의 관계를 학습하는 데 사용됩니다. 기계 학습 결과는 이후에 콘크리트 진동 상태의 타당성을 평가하는 데 사용됩니다. 동시에 방향 구배 히스토그램의 계산 매개변수가 인식 정확도에 미치는 영향 메커니즘이 분석됩니다. 이 결과는 방향성 구배 히스토그램-SVM 기술을 사용하여 콘크리트의 진동 상태를 식별할 수 있음을 보여줍니다. 인식 정확도는 처음에는 증가하다가 방향 구배의 블록 크기 또는 통계 구간의 수가 증가함에 따라 감소합니다. 인식 정확도는 또한 이진화 임계값이 증가함에 따라 선형적으로 감소합니다. 해상도가 1024 픽셀 x 1024 픽셀인 샘플 이미지를 사용하고 특징 추출 파라미터를 최적화하면 100%의 인식 정확도를 얻을 수 있습니다.

서문

콘크리트는 건설 산업에서 광범위하게 사용되는 기본 건축 자재입니다. 펌핑하는 동안 콘크리트는 진동을 통해 압축해야 하는 공극을 자주 발생시킵니다. 진동이 부적절하면 콘크리트 표면이 벌집처럼 보일 수 있으며, 과도한 진동은 콘크리트 분리로 이어질 수 있습니다 ^1,2. 진동 작동의 품질은 형성된 콘크리트 구조물의 강도^(3,4,5,6)와 내구성(^7,8)에 큰 영향을 미친다. Cai et ^al.9,10은 진동이 골재 침하 및 콘크리트 내구성에 미치는 영향 메커니즘을 조사하기 위해 실험 연구와 수치 분석을 결합한 연구를 수행했습니다. 그 결과, 진동 시간과 골재 입자는 골재 침하에 상당한 영향을 미치는 반면, 시멘트 기반 재....

프로토콜

1. 구체적인 샘플 이미지 획득

1. 콘크리트를 작업장으로 운반하여 펌프 트럭에 부을 것입니다.
2. 이미지를 촬영하려면 전원 키 스위치를 오른쪽으로 이동하고 ON 위치로 돌려 촬영 장비를 켭니다. 카메라의 모드 노브를 녹색 자동 모드로 조정하여 카메라 렌즈가 콘크리트 표면과 평행이 되도록 하고 셔터 키를 누릅니다. 그림 1과 같이 진동되지 않은 콘크리트의 이미지 샘플 20개를 캡처하여 1024 x 1024 픽셀의 획득 해상도로 .jpg 형식으로 저장합니다.
3. 콘크리트 진동 장비의 진동 부분(플러그인 콘크리트 진동봉)을 콘크리트에 삽입합니다. 전원 공급 장치를 연결한 다음 콘크리트 진동 장비를 ON 위치로 설정하여 전원을 켭니다.
4. 콘크리트 표면에 약간의 붕괴가 있고(콘크리트 내부의 공기를 배출하는 진동으로 인해 틈새를 메우기 위해 표면 골재가 가라앉아 콘크리트 붕괴가 발생함) 일부 시멘트 슬러리가 나타나면 카메라 렌즈를 콘크리트 표면과 평행하게 유지하고 셔터 키를 누릅니다. 그림 2

토론

이 논문은 SVM(Support Vector Machine)을 활용하여 다양한 콘크리트 진동 상태 샘플의 이미지 특징을 학습합니다. 머신러닝 결과를 바탕으로 영상 인식을 기반으로 한 구체적인 진동 상태 인식 방법을 제안한다. 인식 정확도를 높이려면 세 가지 주요 단계인 이미지 분할, 이미지 이진화 및 방향성 그래디언트 고유값 추출의 매개변수를 제어하는 것이 중요합니다. 테스트 결과에 따르면, 콘크리트 샘플 이.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
camera	SONY	A6000	The sensor size is 23.5x15.6mm, the maximum acquisition resolution is 1440 * 1080, and the effective pixel is 24.3 million.
concrete	Wuhan Construction Changxin Technology Development Co., Ltd.	C30 pumping concrete	According to the standard of ' concrete strength test and evaluation standard ' ( GB / T 50107-2010 ), the standard value of cubic compressive strength is 30 MPa pumping concrete.
Matlab	MathWorks	Matlab R2017a	MATLAB's programming interface provides development tools for improving code quality maintainability and maximizing performance. It provides tools for building applications using custom graphical interfaces. It provides tools for combining MATLAB-based algorithms with external applications and languages
Processor	Intel	12th Gen Intel(R) Core (TM) i7-12700H @ 2.30GHz	64-bit Win11 processor