Marco basado en CNN de doble canal para la detección automatizada de varillas en datos de GPR de losas de puentes de concreto
Autores: Pashoutani, Sepehr; Roudsari, Mohammadsajjad; Zhu, Jinying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Marco basado en CNN de doble canal para la detección automatizada de varillas en datos de GPR de losas de puentes de concreto
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Radar de penetración terrestre
Losas de puentes de concreto
Encuestas GPR
Imágenes B-scan
Trazas de varilla de refuerzo
Red neuronal convolucional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El radar de penetración terrestre (GPR) se utiliza ampliamente para evaluar el deterioro de las losas de concreto de los puentes. Las encuestas de GPR generan grandes cantidades de datos en forma de imágenes B-scan, que muestran los trazos de las varillas como hipérbolas. Un análisis preciso de las exploraciones de GPR depende de la extracción efectiva de las ubicaciones y amplitudes de las varillas. Este documento presenta dos algoritmos automatizados de detección de varillas basados en técnicas de aprendizaje automático de redes neuronales convolucionales (CNN). Se proponen dos modelos: CNN-1 y CNN-2. CNN-1 fue entrenado con imágenes GPR en bruto para identificar hipérbolas, mientras que el modelo CNN-2 utilizó tanto imágenes GPR en bruto como migradas para un análisis mejorado. Los modelos fueron evaluados utilizando datos de GPR recolectados de tres puentes con diferentes tipos de recubrimiento. El rendimiento se evaluó a través de la comparación visual de los mapas de amplitud del puente generados con los datos de referencia, así como con métricas de precisión, recuperación y puntuación F1. Los resultados demuestran que CNN-2 supera a CNN-1 en términos de precisión y eficiencia para la detección de varillas.
Descripción
El radar de penetración terrestre (GPR) se utiliza ampliamente para evaluar el deterioro de las losas de concreto de los puentes. Las encuestas de GPR generan grandes cantidades de datos en forma de imágenes B-scan, que muestran los trazos de las varillas como hipérbolas. Un análisis preciso de las exploraciones de GPR depende de la extracción efectiva de las ubicaciones y amplitudes de las varillas. Este documento presenta dos algoritmos automatizados de detección de varillas basados en técnicas de aprendizaje automático de redes neuronales convolucionales (CNN). Se proponen dos modelos: CNN-1 y CNN-2. CNN-1 fue entrenado con imágenes GPR en bruto para identificar hipérbolas, mientras que el modelo CNN-2 utilizó tanto imágenes GPR en bruto como migradas para un análisis mejorado. Los modelos fueron evaluados utilizando datos de GPR recolectados de tres puentes con diferentes tipos de recubrimiento. El rendimiento se evaluó a través de la comparación visual de los mapas de amplitud del puente generados con los datos de referencia, así como con métricas de precisión, recuperación y puntuación F1. Los resultados demuestran que CNN-2 supera a CNN-1 en términos de precisión y eficiencia para la detección de varillas.