Diagnosis of interior damage with a convolutional neural network using simulation and measurement data

卷积神经网络 学习迁移 计算机科学 深度学习 人工智能 特征(语言学) 人工神经网络 领域(数学) 模式识别(心理学) 热成像 机器学习 物理 纯数学 红外线的 哲学 光学 语言学 数学
作者
Yanqing Bao,Sankaran Mahadevan
出处
期刊:Structural Health Monitoring-an International Journal [SAGE Publishing]
卷期号:21 (5): 2312-2328 被引量:10
标识
DOI:10.1177/14759217211056574
摘要

Current deep learning applications in structural health monitoring (SHM) are mostly related to surface damage such as cracks and rust. Methods using traditional image processing techniques (such as filtering and edge detection) usually face difficulties in diagnosing internal damage in thicker specimens of heterogeneous materials. In this paper, we propose a damage diagnosis framework using a deep convolutional neural network (CNN) and transfer learning, focusing on internal damage such as voids and cracks. We use thermography to study the heat transfer characteristics and infer the presence of damage in the structure. It is challenging to obtain sufficient data samples for training deep neural networks, especially in the field of SHM. Therefore we use finite element (FE) computer simulations to generate a large volume of training data for the deep neural network, considering multiple damage shapes and locations. These computer-simulated data are used along with pre-trained convolutional cores of a sophisticated computer vision-based deep convolutional network to facilitate effective transfer learning. The CNN automatically generates features for damage diagnosis as opposed to manual feature generation in traditional image processing. Systematic parameter selection study is carried out to investigate accuracy versus computational expense in generating the training data. The methodology is demonstrated with an example of damage diagnosis in concrete, a heterogeneous material, using both computer simulations and laboratory experiments. The combination of FE simulation, transfer learning and experimental data is found to achieve high accuracy in damage localization with affordable effort.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
过过过发布了新的文献求助10
刚刚
Doer发布了新的文献求助30
2秒前
酷炫忆安完成签到,获得积分20
2秒前
H黄发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
风听完成签到 ,获得积分10
5秒前
共享精神应助白祁采纳,获得10
6秒前
何梓怡完成签到,获得积分10
6秒前
zmayq完成签到,获得积分10
6秒前
l98916发布了新的文献求助20
8秒前
过过过完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
呀呀呀我来啦完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.4应助奥本海草采纳,获得10
11秒前
12秒前
Muzi完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
Eva完成签到,获得积分10
13秒前
充电宝应助l98916采纳,获得10
13秒前
老猪佩奇发布了新的文献求助10
14秒前
酷波er应助火星弟弟采纳,获得10
14秒前
111111发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
小汪快跑完成签到 ,获得积分10
15秒前
Copyright应助会撒娇的高山采纳,获得10
16秒前
16秒前
Hello应助taoyanhui采纳,获得10
17秒前
研友_VZG7GZ应助叶子采纳,获得10
17秒前
斯文败类应助津门霍元甲采纳,获得10
18秒前
zqzq完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
可乐发布了新的文献求助50
18秒前
mengwang发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7315471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8931516
关于积分的说明 18932440
捐赠科研通 6975667
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213883
关于科研通互助平台的介绍 2381850
邀请新用户注册赠送积分活动 2192436