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四建集团自主研发行业首款水磨石配比智能分析仪亮相全国性论坛

日期:2021-10-29     点击量:

近日,四建集团自主研发的行业首款水磨石配比信息智能分析仪在“第十三届全国既有建筑改造大会”大会展厅中亮相,受到业内专家与学者的广泛关注。

当前城市更新已成为城市建设发展的主旋律,作为城市文化的重要载体,保护历史建筑是城市更新中不可或缺的内容。而水磨石作为“国民材料”,在历史建筑中留有不可磨灭的印记,成品效果极具个性化与艺术化。四建集团承接多个历史建筑修缮工程,过程中愈发意识到精确、快速获取水磨石配比信息,是历史建筑水磨石饰面原真性修复的关键。基于此自主研发的行业首款水磨石配比信息智能分析仪,已于9月3日完成测试,面向施工生产一线投入使用,其中涉及的工业外观设计、电路系统设计、光学系统设计以及智能分析算法全部由四建集团自主研发完成。

与传统的采用人眼观察、手工测绘、人工评价方法或是利用实验室扫描电镜分析切割提取现场水磨石原样方法相比,该产品属于便携式现场检测类仪器,基于计算机视觉、机器学习算法、光学原理与3D打印技术,融合科学修缮与绿色建造理念,旨在实现可移动式水磨石配比无损快速分析与复原效果评价,主要具有两大特点,一是建立了水磨石骨料粒径数字化测量及配比信息智能化分析流程,仅需1分钟,便自动生成包含水磨石图像样本、骨料与水泥颜色、骨料粒径范围、不同骨料配比与骨料与水泥配比等详细信息的水磨石复原修缮工艺交底书,可直接用于指导现场工人试配水磨石小样,无需以往花费数十天的多次重复试配比对,显著节省工期、人工与材料成本。二是形成水磨石配比效果数字化评价标准,可对水磨石试配小样进行二次检测,评价其复原效果,改善了传统繁琐、低效的人工试配分析方法,替代了目前仅依靠人眼视觉的主观评价体系。

该产品操作流程精简,使用门槛极低,仅需将设备放置于待测水磨石面上,打开操控屏、APP与光源,采集水磨石图像,依次进行成分分离与骨料粒径计算,便可自动生成水磨石配比信息分析报告,直接指导现场工人试配水磨石小样,用户可将报告保存至设备端、邮箱进行查看。此外,该产品还可作为水磨石复原效果数字化评价设备,对按照分析报告试配的水磨石小样进行二次检测,与分析报告中的相关水磨石配比信息进行比对,及时调整试配工艺与材料。

研发人员自主研发了一种轻量级快速聚类与连通域测量算法(K-LAMCE算法),利用图像形态学方法与数字信号处理技术,实现图像噪声分层去除,并将连通域最小近似外接椭圆的长轴尺寸代替最大两点间距离作为骨料粒径,以减少多层循环计算引起的时间损失。经大量测试,该算法的运行结果具有强相关正态分布关系,而K-LAMCE算法单次运行仅需5秒,效率可提高72倍以上。为适应工地作业环境,控制研发成本,同时保证加工精度,研发人员采用强度高、韧性好的工业级树脂材料以及下沉式立体光固化成型法三维打印技术(SLA-3D打印技术)完成产品加工,并严格控制产品尺寸、重量及续航时间,保证防水、防尘等级均满足现场使用要求,配置便携工具箱,让水磨石复原施工更加便捷、快速、精确。

近年来,四建集团积极探索历史建筑数字化保护技术的创新研发和工程实践,在历史建筑查勘、测绘、监测、修缮等方面,自主研发多项领先技术,该产品是首款融合人工智能算法与历史建筑检测技术的智能设备,首次将人工智能技术与传统修缮工艺、材料进行深度融合、创新,并直接指导历史建筑修缮施工生产一线,为历史建筑的科学修缮、精细修缮与绿色修缮提供技术支撑。


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