CN100570274C - 建筑物裂缝检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑物裂缝检测方法，采用了两台放大倍数不同的成像装置对被测面进行观测，本发明系统使用时，将两个成像装置对准被测目标，由于工作距离为一固定距离，前后调整系统支撑附件，通过光学镜头将目标成像到测量软件，在测量软件界面上进行同步观测；其中放大倍数较小的成像装置进行大范围的观测，选择表面有缺陷的区域，然后采用放大倍数较大的成像装置进行细节观测，最后通过标定的比例尺直接对所成的像在测量软件界面进行测量读数，完成对缝隙大小的检测。本发明解决了现有裂缝检测手段无法进行有效测量的技术问题，具有观测速度快、检测方便、测量精确度高的优点。

Description

建筑物裂缝检测方法

技术领域

本发明涉及一种裂缝检测方法。

背景技术

交通道路建设工程结构(如桥梁，桥墩和混凝土预制块)中的裂缝是结构体正常工作的重要隐患，而对裂缝的检测是具有普遍性的技术难题。现有的裂缝检测手段，如裂缝宽度对比尺，裂缝显微镜，以及数字照相法只能对近距离可观测到的裂缝实现精确测量，但是对于一些跨度大、桥体面形复杂、桥顶高的桥梁则无法进行有效测量。

发明内容

本发明目的是提供一种能够对建筑物裂缝进行准确、快速检测的建筑物裂缝检测方法，其解决了现有裂缝检测手段无法进行有效测量的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种建筑物裂缝检测方法，包括以下步骤：

1]固定成像装置：

取两台成像装置放置在同一个固定平台G上，使两台成像装置的光轴相交于其夹角中心线上的一点位置，且该点位置距成像装置镜头间的物距L为设定值，同时使该点在测量软件界面上的两个成像吻合，然后固定该两台成像装置；

2]确定实际放大倍数：

用两台成像装置对实际尺寸为A的标定物在设定物距L处进行成像，在测量软件界面上直接对标定物在该台成像装置的成像尺寸A′进行测量读数，并将A′与A进行匹配标定，从而实现对放大倍数β＝A′/A的计算；

3]对被测裂缝进行成像：

工作时，将两台成像装置的成像信息通过测量软件同时显示在测量软件界面上，调整固定平台G至被测裂缝的距离，直至两台成像装置对同一被测裂缝同时、清晰地成像到测量软件界面的十字瞄准线中心；

4]对被测裂缝进行测量计算：

在测量软件界面上直接对被测裂缝在该台成像装置的成像尺寸A′进行测量读数，由放大倍数β计算出裂缝实际尺寸A，完成对缝隙大小的检测。

当两台成像装置的放大倍数相同时，可以对任意一台成像装置的裂缝成像尺寸A′进行测量读数。

当两台成像装置的放大倍数不同时，先用放大倍数较小的成像装置进行大范围观测并选择表面有缺陷的区域，然后用放大倍数较大的成像装置对裂缝成像尺寸A′进行测量读数。

本方法也可以多次测量A′并计算多个放大倍数β，取多次放大倍数的平均值为放大倍数。

本发明具有以下特点：

1、可对裂缝进行快速测量。本发明系统中采用了两台成像装置同时对被测面进行观测，放大倍数较小的成像装置进行大范围的观测，选择表面有缺陷的区域，然后采用放大倍数较大的成像装置进行细节观测，所以可快速检测到裂缝位置，并即时测得裂缝的宽度。

2、可定量测定裂缝宽度。本发明利用一套可对桥体表面状况进行清晰观测和精确测量的检测系统，通过计算机实时处理，可得到被观测裂缝宽度的精确测量结果。

3、检测方便。只需人工控制检测系统到所需检测位置，而后通过计算机确定要检测的裂缝，便可得到裂缝数据，无需人工近距离靠近裂缝进行检测。

4、应用广泛。本发明在固定平台上设置了第三成像装置即照相机，可由计算机控制对裂缝进行实时照相和存储，便于事后留档和分析。另外，本发明在固定平台上设置了照明设备，对于光照条件不好的被测位置也能获得好的检测效果。本发明设置了机械臂用于探测人工很难到达的地方，例如可探测超高桥梁的桥底面的裂缝。

附图说明

图1为本发明建筑物裂缝检测系统的结构示意图；

图2为本发明建筑物裂缝检测系统的裂缝目标测量示意图；

图3为本发明带机械臂的建筑物裂缝检测系统的工作示意图；

其中：D-两成像装置间距，L-物距，L′-像距，α-间距角，F1-第一成像装置，F2-第二成像装置，A-裂缝实际尺寸，A′-裂缝成像尺寸，F3-第三成像装置，M-照明装置，J-机械臂，G-固定平台。

具体实施方式

本发明提出的建筑物裂缝检测方法，包括以下步骤：

首先取两台放大倍数不同的成像装置以一定的夹角2α(间距角为α)固定在固定平台上，使两台成像装置的光轴相交于其夹角中心线上的一点位置；设该点位置距成像装置镜头间的距离为被测物距L；当两台成像装置同时瞄准同一目标，且能同时清晰地将目标成像在图像中心，则此时瞄准点位置距成像装置镜头间的垂直距离为所标定的物距L，L为一已知量；

在测量软件界面上直接对该台成像装置的标定物的成像尺寸A′进行测量读数，并将A′与已知的A进行匹配标定，从而实现对放大倍数β＝A′/A的计算；通过反复测量，计算多次放大倍数的平均值作为标定的放大倍数来减小放大倍数的测量误差；

系统工作时，将两台成像装置的成像信息通过测量软件显示在测量软件界面上，调整固定平台至缝隙的距离，直至两台成像装置的目标清晰显示到测量软件界面上，完成对测量目标的测量物距L的标定；

接着在测量软件界面上用鼠标直接对放大倍数较大的成像装置的裂缝成像尺寸A′进行测量，通过标定的放大倍数β＝A′/A，测量软件即可实时计算出裂缝实际尺寸A，从而完成对缝隙大小的检测。

本发明根据上述建筑物裂缝检测方法所提出的建筑物裂缝检测系统，如图1所示，包括固定平台、第一成像装置、第二成像装置以及计算机；第一成像装置和第二成像装置固定在固定平台上，其光轴相交于其夹角中心线上的一点位置；计算机分别与第一成像装置和第二成像装置相连。第一成像装置和第二成像装置的放大倍数可以相同也可以不相同。第一成像装置和第二成像装置可以采用CMOS摄像器件和CCD摄像器件。

为了便于现场实时照相，也可在固定平台上的第一成像装置和第二成像装置的夹角中心线上设置一个第三成像装置，该第三成像装置可以是数字照相机。

为了在光照条件差的条件下还能正常工作，还可在固定平台上设置一套照明设备。

为了探测人工很难到达的地方，例如可探测超高桥梁的桥底面的裂缝还可为固定平台设置一套机械臂。如图3所示。

本发明建筑物裂缝检测系统中成像装置的放大倍数的标定过程如下：

由三角公式：L＝(D/2)/tgα可知，在确定被测物距L情况下，可以由两镜头以及镜头辅助系统得到间距D的大小，从而确定间距角α，考虑到所用镜头和相匹配探测系统总景深和整个检测系统体积大小等因素，间距角α不宜过大。如图2所示，第二成像装置的光学镜头组将目标像完善成像到第二成像装置的CCD接收靶面上。由光学物像关系高斯式可得1/L′-1/L＝1/f′，在确定测量物距L和已知的焦距f′情况下可以得到L′，由此得到理论放大倍数β′，在测量软件界面上直接对该台成像装置的标定物成像尺寸A′进行测量读数，并将A′与已知的A进行匹配标定，从而实现对实际放大倍数β的标定，通过反复实验减小β的测量误差。

本发明建筑物裂缝检测系统的对桥底面进行检测时的工作过程：

因桥下面形比较复杂，要求首先对目标有个寻找识别过程，如图1所示，本发明系统采用双镜头观测对点方式，两台镜头成一定夹角放置，光轴相交于测量轴上一点位置，第一成像装置F1是用于寻找被测目标，第二成像装置F2是用于测量被测目标。当计算机显示屏上的测量软件界面中显示的两台成像装置的成像清晰时，表明成像装置到裂缝间的距离即为与标定的放大倍数相应的被测物距L。此时的成像距离与实际距离之间的比例关系即为标定的放大倍数β。当第一成像装置完成目标识别后，采用第二成像装置F2对所需要测量的目标进行精确读数测量。如图2所示，第二成像装置的光学镜头组将目标像成像到第二成像装置的CCD接收靶面上，通过测量软件测量得到成像距离A′，即可推算出A的大小，即A＝A′/β。

本发明原理：本发明中采用了两台放大倍数(镜头焦距)不同的成像装置(CCD或CMOS)对被测面进行观测，放大倍数较小的成像装置进行大范围的观测，选择表面有缺陷的区域，然后采用放大倍数较大的成像装置进行细节观测。这样既提高了观测速度，又可以定量测量裂缝宽度。

本检测系统使用时，将第一成像装置和第二成像装置对准被测目标，由于工作距离为一固定距离，前后调整系统支撑附件，通过光学镜头将目标成像到CCD探测器件上，再由CCD进行光电转换传入测量软件，在测量软件界面上进行同步观测。此刻视为系统满足物象成像关系式。然后通过标定的比例尺直接对所成的像在测量软件界面进行测量读数，完成对缝隙大小的检测。本检测系统从而实现对目标的精确测量。

Claims (4)

1、一种建筑物裂缝检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1]固定成像装置：

取两台成像装置放置在同一个固定平台(G)上，使两台成像装置的光轴相交于其夹角中心线上的一点位置，且该点位置距成像装置镜头间的物距(L)为设定值，同时使该点在测量软件界面上的两个成像吻合，然后固定该两台成像装置；

2]确定实际放大倍数：

用两台成像装置对实际尺寸为A的标定物在设定物距(L)处进行成像，在测量软件界面上直接对标定物在该台成像装置的成像尺寸A′进行测量读数，并将A′与A进行匹配标定，从而实现对放大倍数β＝A′/A的计算；

3]对被测裂缝进行成像：

工作时，将两台成像装置的成像信息通过测量软件同时显示在测量软件界面上，调整固定平台(G)至被测裂缝的距离，直至两台成像装置对同一被测裂缝同时、清晰地成像到测量软件界面的十字瞄准线中心；

4]对被测裂缝进行测量计算：

在测量软件界面上直接对被测裂缝在该台成像装置的成像尺寸A′进行测量读数，由放大倍数β计算出裂缝实际尺寸A，完成对缝隙大小的检测。

2、根据权利要求1所述的建筑物裂缝检测方法，其特征在于：当两台成像装置的放大倍数相同时，对任意一台成像装置的裂缝成像尺寸A′进行测量读数。

3、根据权利要求1所述的建筑物裂缝检测方法，其特征在于：当两台成像装置的放大倍数不同时，先用放大倍数较小的成像装置进行大范围观测并选择表面有缺陷的区域，然后用放大倍数较大的成像装置对裂缝成像尺寸A′进行测量读数。

4、根据权利要求1或2或3所述的建筑物裂缝检测方法，其特征在于：多次测量A′并计算多个放大倍数β，取多次放大倍数的平均值为放大倍数。

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