一种基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法与流程

本发明涉及墙体渗漏区域识别，更具体地说，本发明涉及一种基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法。

背景技术：

1、红外热成像检测技术作为一种非接触式、高效率的无损检测方法，已被广泛应用于建筑墙体渗漏、空鼓等缺陷的识别与评估中。该技术通过主动加热或利用日照使墙体表面产生温度差异，利用热成像装置采集墙体表面的热辐射信号，根据渗漏区域因含水率高、热容量大而呈现的温差特征来识别缺陷位置。现有技术中已有采用加热源与致冷源配合形成温度梯度、结合热成像装置采集热图像序列并通过扰动算法识别空鼓缺陷的技术方案，也有通过划分检测区域、采集含水量、水痕长度、霉变面积等多维渗漏数据并计算渗漏严重程度评估系数的智能检测评估系统。然而，现有红外热成像检测技术在应用于建筑墙体渗漏识别时，其检测参数的确定方式仍存在以下核心技术缺陷。

2、第一，检测参数的设定与墙体实际热响应特性脱节。现有检测方法中，加热源的辐照距离、加热持续时间等核心参数通常由操作人员依据设备说明书推荐值或过往经验固定设定，而不同墙体在材料组成、饰面类型、厚度、含水率、热扩散率等方面存在显著差异。固定参数无法针对具体墙体的实际热响应特性进行适配，导致部分墙体因加热不足而无法激发可识别的温差信号，或因加热过度而产生热饱和现象掩盖缺陷特征，检测的可靠性和一致性难以保证。

3、第二，现有技术缺乏对辐照距离与加热持续时间各自两面性的系统认知和量化权衡手段。辐照距离的取值存在本质矛盾：距离偏大时加热覆盖面积广、检测效率高，但热流密度下降导致温差对比度减弱，弱渗漏信号容易被漏检；距离偏小时局部加热强度高、微小渗漏点容易被检出，但光斑面积小导致检测覆盖范围有限且需频繁移动加热源，同时中心与边缘温差悬殊使得渗漏信号难以与距离中心远近造成的温度差异有效区分。类似地，加热持续时间亦存在两难：时间过长可使热量充分传导至深层渗漏区域，但墙体整体温度持续抬升后渗漏区与干燥区趋向热平衡，相对温差反而缩小，同时检测周期延长；时间过短虽能最大化浅表温差、提高检测效率，但热量无法穿透饰面层激发基层渗漏点，深层缺陷被遗漏。

4、第三，更为关键的是，辐照距离与加热持续时间之间存在强交互耦合关系，但现有技术中两者通常由操作人员依据经验分别独立设定，完全忽视了这种耦合效应。当辐照距离偏大时，单位面积热流密度下降，为了产生足以识别渗漏的温差，往往需要更长的加热时间来累积热量，但长时间加热又带来热饱和和效率下降的问题；当辐照距离偏小时，热流密度高，短时加热即可获得显著温升，但光斑均匀性差和局部过热风险随之而来。这种距离影响热流密度、时间决定热量积累，两者共同决定最终温差对比度和温度场均匀性的耦合关系，决定了各自独立取最优值并不能使两者的组合达到全局最优——可能在距离和时间各自单独优化的情况下，两者的组合反而因为交互作用而产生近距离配合长时间的过热工况或远距离配合短时间的加热不足工况。现有技术缺乏对这种双向耦合关系的分析手段，亦无法处理两参数联合配置时的交互效应，难以保证辐照距离与加热持续时间在具体墙体条件下达到彼此匹配的最优工作点。

5、第四，现有技术缺乏从检出率、缺陷信号强度和检测结果空间一致性等多维度综合量化评估检测效果的指标体系，导致不同参数组合的优劣难以客观比较，参数优化缺乏明确的综合评价基准。同时，为获取特定墙体条件下的最佳参数组合，理论上需在不同辐照距离和加热持续时间组合下进行大量物理实验以评估检测效果，但同一墙体无法承受数十次加热循环而不改变其热物理特性，且加热后的冷却等待时间导致实验周期极长，使得基于物理实验的参数空间穷举在工程上不可行。现有技术既缺乏对辐照距离与加热持续时间耦合效应的认知和处理手段，也缺乏在有限实验成本条件下实现针对具体墙体的双参数联合优化的完整技术方案。

6、针对上述问题，本发明提出一种解决方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法，通过数字孪生仿真与有限实测验证相结合的迭代寻优策略，实现辐照距离与加热持续时间的联合最优配置，解决了现有技术中两参数因交互耦合效应导致检测结果温差对比度不足或温度场分布不均、识别精度与检测效率难以兼顾的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法，包括如下步骤：对非记录的待测建筑的非关键墙体进行热源的各距离下的热响应测试，确定有效加热距离范围和第一辐照距离；在有效加热距离范围内选取，使预先获取的可疑渗漏区与预先获取的非渗漏区温差对比度最大化的加热时间作为第一加热持续时间；对第一辐照距离和第一加热持续时间进行分别拉丁超立方采样和约束过滤，得到若干第二辐照距离和第二加热持续时间，并两两随机组合为若干第二识别设定组；基于数字孪生热仿真分别应用第二识别设定组进行红外偏振成像，并拟合分析识别墙体渗漏区，收集应用数据；对各第二识别设定组的应用数据进行特征提取，并训练识别设定响应模型，输出设定分值；基于第二识别设定组和对应设定分值，映射拟合曲面，进行曲面分析和需求约束，筛选最佳识别设定组，并进行记录和应用。

4、一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法。

5、一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法。

6、本发明一种基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法的技术效果和优点：

7、1.本发明通过对待测建筑的非关键墙体进行各距离下的热响应测试，基于光斑均匀性和升温速率双重指标确定有效加热距离范围和第一辐照距离，并通过追踪可疑渗漏区与非渗漏区的温差演化过程确定第一加热持续时间，实现了辐照距离与加热持续时间从固定经验值到基于墙体实际热响应特性动态确定的转变，克服了现有技术中两个参数分别依据经验独立设定而忽视两者交互耦合效应的缺陷——距离影响热流密度、时间决定热量累积，两者共同决定温升幅度和温度场均匀性，各自单独最优无法使组合达到全局最优。在此基础上，本发明以实测温度－时间曲线标定数字孪生热仿真模型，以标化后的仿真模型批量驱动全部采样组合进行高通量仿真评估，并以渗漏面积占比、平均峰值温升和峰值温升均匀度三个维度的量化指标作为评价基准，训练响应曲面模型后进行全局寻优，再以非关键墙体的有限次实际检测验证仿真优化结果，使最终选用的最佳识别设定组在实际条件下经实测确认优于初始参数组合，由此以极低的实验成本完成了针对具体墙体的双参数联合优化闭环，使检测参数配置从基于经验的单维度设定提升为基于仿真－实测融合的双参数联合最优，显著提高了红外偏振成像检测对不同墙体的适配能力和检测结果的可靠性。

1.一种基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一辐照距离的获取，具体为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一加热持续时间的获取，具体为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二识别设定组的获取，具体为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别基于第二识别设定组进行红外偏振成像，并拟合分析识别墙体渗漏区，具体为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述训练识别设定响应模型，具体为：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述筛选最佳识别设定组，具体为：

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于红外偏振成像的建筑墙体渗漏区域识别方法。