Desarrollo de un algoritmo de visión artificial con redes neuronales para la detección de grietas en estructuras de hormigón

Autores/as

  • Kevin Rubén Bartra Aguilar Universidad Privada del Norte, Perú
  • Carlos Wilfredo Montenegro Honores Universidad Privada del Norte
  • Carlos Andrés Pretell Ramirez Universidad Privada del Norte
  • Raúl Alfredo Méndez Parodi Universidad Autónoma del Perú

DOI:

https://doi.org/10.18050/ingnosis.v9i1.3171

Palabras clave:

Fisuras, procesamiento de imágenes, visión artificial

Resumen

Se desarrolló un algoritmo para detectar rajaduras en las estructuras de concreto aplicando la visión artificial y técnicas de procesamiento de imágenes. El algoritmo centra su funcionamiento en una laptop Asus con procesador Intel Core i5 y Windows 11 de 64 bits, que conectado a una cámara de celular con la aplicación iVCam adquiere imágenes del concreto aplicando la técnica de fotografía básica. Las imágenes adquiridas son procesadas dentro de la laptop y se emplean métodos estadísticos y de visión artificial para detectar las anomalías presentes en estructuras de concreto u hormigón tales como fisuras en tarrajeado. A partir de las pruebas realizadas con el algoritmo, se obtuvo como resultado una eficiencia del sistema del 93,02%. Se concluye que la implementación del algoritmo mejora la calidad y buen estado del concreto a la vez permite una mayor eficiencia del proceso, llevando un control de producción diario en una base de datos almacenados.

Citas

Alarcon Carpio, J. C., & Poma Astete, R. F. (2021). Desarrollo de un algoritmo computacional de detección de equipos de protección eléctrica en personas, orientado a sistemas de vigilancia basados en cámaras IP. http://hdl.handle.net/10757/657930.

Benallal, M. A., & Tayeb, M. S. (2023). An image-based convolutional neural network system for road defects detection. IAES International Journal of Artificial Intelligence, 12(2), 577.

Cifuentes, L. V. T., Marulanda, J., & Thomson, P. (2021). Detección de grietas en el pavimento usando técnicas de procesamiento de imágenes y redes neuronales artificiales. Encuentro Internacional de Educación en Ingeniería. https://acofipapers.org.

Dung, C. V. (2019). Autonomous concrete crack detection using deep fully convolutional neural network. Automation in Construction, 99, 52-58.

Huyan, J., Li, W., Tighe, S., Zhai, J., Xu, Z., & Chen, Y. (2019). Detection of sealed and unsealed cracks with complex backgrounds using deep convolutional neural network. Automation in Construction, 107, 102946.

Kim, H., Ahn, E., Shin, M., & Sim, S. H. (2019). Crack and noncrack classification from concrete surface images using machine learning. Structural Health Monitoring, 18(3), 725-738.

Krizhevsky, A., Sutskever, I., & Hinton, G. E. (2017). ImageNet classification with deep convolutional neural networks. Communications of the ACM, 60(6), 84-90.

Lee, B. Y., Kim, Y. Y., Yi, S. T., & Kim, J. K. (2013). Automated image processing technique for detecting and analysing concrete surface cracks. Structure and Infrastructure Engineering, 9(6), 567–577. https://doi.org/10.1080/15732479.2011.593891

Meléndez, R. P., Herrera, A., Pérez, J. L., & Padrón-Gómez, A. (2000). El modelo neuronal de Mcculloch y Pitts. Interpretación Comparativa del Modelo XV CONGRESO NACIONAL DE INSTRUMENTACIÓN, Guadalajara Jalisco, México.

Mohan, A., & Poobal, S. (2018). Crack detection using image processing: A critical review and analysis. alexandria engineering journal, 57(2), 787-798. https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.01.020.

Moon, H. G., & Kim, J. H. (2011). Inteligent crack detecting algorithm on the concrete crack image using neural network. Proceedings of the 28th International Symposium on Automation and Robotics in Construction, ISARC 2011, 1461–1467. https://doi.org/10.22260/isarc2011/0279.

Nehdi, M. L., & Soliman, A. M. (2012). Artificial Intelligence Model for Early-Age Autogenous Shrinkage of Concrete. ACI Materials Journal, 109(3), 353–362. https://doi.org/10.14359/51683826.

Noori Hoshyar, A., Rashidi, M., Liyanapathirana, R., & Samali, B. (2019). Algorithm development for the non-destructive testing of structural damage. Applied Sciences, 9(14). https://doi.org/10.3390/app9142810.

Ortega Triana, J. A. (2021). Aprendizaje profundo para la detección automática de fisuras de hormigón usando redes neuronales convolucionales. http://hdl.handle.net/10251/174954.

Ortiz Castillo, J. (2015). Sistema de visión artificial humanoide para reconocimiento de formas y patrones de objetos, aplicando redes neuronales y algoritmos de aprendizaje automático. https://hdl.handle.net/20.500.14138/2010.

Pozzo, M. H. C. (2020). Uso de inteligencia artificial para la detección automatizada de fisuras en estructuras de hormigón armado (Doctoral dissertation, Pontificia Universidad Catolica de Chile (Chile)).

Silva, W. R. L. D., & Lucena, D. S. D. (2018). Concrete cracks detection based on deep learning image classification. In Proceedings (Vol. 2, No. 8, p. 489). MDPI. https://doi.org/10.3390/icem18-05387.

Spencer, B. F., Hoskere, V., & Narazaki, Y. (2019). Advances in Computer Vision-Based Civil Infrastructure Inspection and Monitoring. Engineering, 5(2), 199–222. https://doi.org/10.1016/j.eng.2018.11.030.

Thatoi, D. N. (2013). Application of Artificial Intelligence Techniques for Detection of Cracks-A Review. International Journal of Engineering and Technology, 5(1), 57–59. https://doi.org/10.7763/ijet.2013.v5.510

Descargas

Publicado

06-05-2023

Cómo citar

Bartra Aguilar, K. R., Montenegro Honores, C. W., Pretell Ramirez, C. A., & Méndez Parodi, R. A. (2023). Desarrollo de un algoritmo de visión artificial con redes neuronales para la detección de grietas en estructuras de hormigón. INGnosis, 9(1), 22–33. https://doi.org/10.18050/ingnosis.v9i1.3171

Número

Sección

Investigación original

Artículos más leídos del mismo autor/a

Nota: Este módulo requiere de la activación de, al menos, un módulo de estadísticas/informes. Si los módulos de estadísticas proporcionan más de una métrica, selecciona una métrica principal en la página de configuración del sitio y/o en las páginas de propiedades de la revista.