專利名稱：建筑物裂縫檢測方法及系統的制作方法
建筑物裂縫檢測方法及系統技術領域木發明涉及一種裂縫檢測方法及系統。
技術背景交通道路建設工程結構(如橋梁，橋墩和混凝土預制塊)中的裂縫是結構體 正常工作的重要隱患，而對裂縫的檢測是具有普遍性的技術難題。現有的裂縫 檢測手段，如裂縫寬度對比尺，裂縫顯微鏡，以及數字照相法只能對近距離可 觀測到的裂縫實現精確測量，但是對于一些跨度大、橋體面形復雜、橋頂高的 橋梁則無法進行有效測量。 發明內容本發明目的是提供一種能夠對建筑物裂縫進行準確、快速檢測的建筑物裂 縫檢測方法及系統，其解決了現有裂縫檢測手段無法進行有效測量的技術問題。本發明的技術解決方案是種建筑物裂縫檢測方法，包括以下步驟 l]固定成像裝置取兩臺成像裝置放置在同一個固定平臺G上，使兩臺成像裝置的光軸相交 于其夾角中心線上的一點位置，且該點位置距成像裝置鏡頭間的物距L為設定 值，同時使該點在測量軟件界面上的兩個成像吻合，然后固定該兩臺成像裝置；2]確定實際放大倍數用兩臺成像裝置對實際尺寸為A的標定物在設定物距L處進行成像，在測 量軟件界面上直接對標定物在該臺成像裝置的成像尺寸A'進行測量讀數，并 將A'與A進行匹配標定，從而實現對放大倍數e-A' /A的計算；3]對被測裂縫進行成像工作時，將兩臺成像裝置的成像信息通過測量軟件同時顯示在測量軟件界 面上，調整固定平臺G至被測裂縫的距離，直至兩臺成像裝置對同一被測裂縫 同時、清晰地成像到測量軟件界面的十字瞄準線中心；4]對被測裂縫進行測量計算在測量軟件界面上直接對被測裂縫在該臺成像裝置的成像尺寸A'進行測 量讀數，由放大倍數e計算出裂縫實際尺寸A，完成對縫隙大小的檢測。當兩臺成像裝置的放大倍數相同時，可以對任意一臺成像裝置的裂縫成像 尺寸A'進行測量讀數。當兩臺成像裝置的放大倍數不同時，先用放大倍數較小的成像裝置進行大 范圍觀測并選擇表面有缺陷的區域，然后用放大倍數較大的成像裝置對裂縫成像尺寸A'進行測量讀數。本方法也可以多次測量A'并計算多個放大倍數e，取多次放大倍數的平 均值為放大倍數。一種建筑物裂縫檢測系統，其特殊之處是，其包括固定平臺G、第一成像 裝置Fl、第二成像裝置F2以及計算機；所述第一成像裝置Fl和第二成像裝置 F2固定在固定平臺G上，其光軸相交于其夾角中心線上的一點位置；所述計算 機分別與第一成像裝置Fl和第二成像裝置F2相連。上述第一成像裝置Fl和第二成像裝置F2的放大倍數可以相同。 上述第一成像裝置Fl和第二成像裝置F2的放大倍數也可以不同。 上述建筑物裂縫檢測系統還可包括設置在固定平臺G上的第三成像裝置F3。上述建筑物裂縫檢測系統還可包括與固定平臺G相連的機械臂J。上述建筑物裂縫檢測系統還可包括設置在固定平臺G上的照明設備M。本發明具有以下特點1、 可對裂縫進行快速測量。本發明系統中采用了兩臺成像裝置同時對被 測面進行觀測，放大倍數較小的成像裝置進行大范圍的觀測，選擇表面有缺陷 的區域，然后采用放大倍數較大的成像裝置進行細節觀測，所以可快速檢測到 裂縫位置，并即時測得裂縫的寬度。2、 可定量測定裂縫寬度。本發明利用一套可對橋體表面狀況進行清晰觀 測和精確測量的檢測系統，通過計算機實時處理，可得到被觀測裂縫寬度的精 確測量結果。3、 檢測方便。只需人工控制檢測系統到所需檢測位置，而后通過計算機確定要檢測的裂縫，便可得到裂縫數據，無需人工近距離靠近裂縫進行檢測。 4、應用廣泛。本發明在固定平臺上設置了第三成像裝置即照相機，可由 計算機控制對裂縫進行實時照相和存儲，便于事后留檔和分析。另外，本發明 在固定平臺上設置了照明設備，對于光照條件不好的被測位置也能獲得好的檢 測效果。本發明設置了機械臂用于探測人工很難到達的地方，例如可探測超高 橋梁的橋底面的裂縫。
圖1為本發明建筑物裂縫檢測系統的結構示意圖；圖2為本發明建筑物裂縫檢測系統的裂縫目標測量示意圖；圖3為本發明帶機械臂的建筑物裂縫檢測系統的工作示意圖；其中D-兩成像裝置間距，L-物距，L'-像距，a-間距角，F1-第一成像裝置，F2-第二成像裝置，A-裂縫實際尺寸，A'-裂縫成像尺寸，F3-第三成像裝置，M-照明裝置，J-機械臂，G-固定平臺。
具體實施方式
本發明提出的建筑物裂縫檢測方法，包括以下步驟首先取兩臺放大倍數不同的成像裝置以一定的夾角2 a (間距角為ci)固定 在固定平臺上，使兩臺成像裝置的光軸相交于其夾角中心線上的一點位置；設 該點位置距成像裝置鏡頭間的距離為被測物距L;當兩臺成像裝置同時瞄準同 一目標，且能同時清晰地將目標成像在圖像中心，則此時瞄準點位置距成像裝 置鏡頭間的垂直距離為所標定的物距L， L為一已知量；在測量軟件界面上直接對該臺成像裝置的標定物的成像尺寸A'進行測量 讀數，并將A'與已知的A進行匹配標定，從而實現對放大倍數P 二A' /A的 計算；通過反復測量，計算多次放大倍數的平均值作為標定的放大倍數來減小 放大倍數的測量誤差；系統工作時，將兩臺成像裝置的成像信息通過測量軟件顯示在測量軟件界 面上，調整固定平臺至縫隙的距離，直至兩臺成像裝置的目標清晰顯示到測量 軟件界面上，完成對測量目標的測量物距L的標定；接著在測量軟件界面上用鼠標直接對放大倍數較大的成像裝置的裂縫成 像尺寸A'進行測量，通過標定的放大倍數P =A' /A，測量軟件即可實時計算出裂縫實際尺寸A，從而完成對縫隙大小的檢測。本發明根據上述建筑物裂縫檢測方法所提出的建筑物裂縫檢測系統，如圖 l所示，包括固定平臺、第一成像裝置、第二成像裝置以及計算機；第一成像裝置和第二成像裝置固定在固定平臺上，其光軸相交于其夾角中心線上的一點位置；計算機分別與第一成像裝置和第二成像裝置相連。第一成像裝置和第二 成像裝置的放大倍數可以相同也可以不相同。第一成像裝置和第二成像裝置可 以采用CMOS攝像器件和CCD攝像器件。為了便于現場實時照相，也可在固定平臺上的第一成像裝置和第二成像裝 置的夾角中心線上設置一個第三成像裝置，該第三成像裝置可以是數字照相 機。為了在光照條件差的條件下還能正常工作，還可在固定平臺上設置一套照 明設備。為了探測人工很難到達的地方，例如可探測超高橋梁的橋底面的裂縫還可 為固定平臺設置一套機械臂。如圖3所示。本發明建筑物裂縫檢測系統中成像裝置的放大倍數的標定過程如下 由三角公式L二(D/2)/tga可知，在確定被測物距L情況下，可以由兩 鏡頭以及鏡頭輔助系統得到間距D的大小，從而確定間距角ci，考慮到所用鏡 頭和相匹配探測系統總景深和整個檢測系統體積大小等因素，間距角a不宜過 大。如圖2所示，第二成像裝置的光學鏡頭組將目標像完善成像到第二成像裝 置的CCD接收靶面上。由光學物像關系高斯式可得1/L' -l/L=l/f'，在確定 測量物距L和已知的焦距f'情況下可以得到L'，由此得到理論放大倍數P '，在測量軟件界面上直接對該臺成像裝置的標定物成像尺寸A'進行測量讀 數，并將A'與已知的A進行匹配標定，從而實現對實際放大倍數P的標定， 通過反復實驗減小P的測量誤差。本發明建筑物裂縫檢測系統的對橋底面進行檢測時的工作過程 因橋下面形比較復雜，要求首先對目標有個尋找識別過程，如圖1所示， 本發明系統采用雙鏡頭觀測對點方式，兩臺鏡頭成一定夾角放置，光軸相交于 測量軸上一點位置，第一成像裝置F1是用于尋找被測目標，第二成像裝置F2 是用于測量被測目標。當計算機顯示屏上的測量軟件界面中顯示的兩臺成像裝置的成像清晰時，表明成像裝置到裂縫間的距離即為與標定的放大倍數相應的 被測物距L。此時的成像距離與實際距離之間的比例關系即為標定的放大倍數P。當第一成像裝置完成目標識別后，采用第二成像裝置F2對所需要測量的 目標進行精確讀數測量。如圖2所示，第二成像裝置的光學鏡頭組將目標像成 像到第二成像裝置的CCD接收靶面上，通過測量軟件測量得到成像距離A'， 即可推算出A的大小，即A二A' /P。本發明原理本發明中采用了兩臺放大倍數(鏡頭焦距)不同的成像裝置 (CCD或CMOS)對被測面進行觀測，放大倍數較小的成像裝置進行大范圍的觀測， 選擇表面有缺陷的區域，然后采用放大倍數較大的成像裝置進行細節觀測。這 樣既提高了觀測速度，又可以定量測量裂縫寬度。本檢測系統使用時，將第一成像裝置和第二成像裝置對準被測目標，由于 工作距離為一固定距離，前后調整系統支撐附件，通過光學鏡頭將目標成像到 CCD探測器件上，再由CCD進行光電轉換傳入測量軟件，在測量軟件界面上進行同步觀測。此刻視為系統滿足物象成像關系式。然后通過標定的比例尺直接 對所成的像在測量軟件界面進行測量讀數，完成對縫隙大小的檢測。本檢測系 統從而實現對目標的精確測量。
權利要求
1、一種建筑物裂縫檢測方法，其特征在于包括以下步驟1]固定成像裝置取兩臺成像裝置放置在同一個固定平臺(G)上，使兩臺成像裝置的光軸相交于其夾角中心線上的一點位置，且該點位置距成像裝置鏡頭間的物距(L為設定值，同時使該點在測量軟件界面上的兩個成像吻合，然后固定該兩臺成像裝置；2]確定實際放大倍數用兩臺成像裝置對實際尺寸為A的標定物在設定物距(L)處進行成像，在測量軟件界面上直接對標定物在該臺成像裝置的成像尺寸A′進行測量讀數，并將A′與A進行匹配標定，從而實現對放大倍數β＝A′/A的計算；3]對被測裂縫進行成像工作時，將兩臺成像裝置的成像信息通過測量軟件同時顯示在測量軟件界面上，調整固定平臺(G)至被測裂縫的距離，直至兩臺成像裝置對同一被測裂縫同時、清晰地成像到測量軟件界面的十字瞄準線中心；4]對被測裂縫進行測量計算在測量軟件界面上直接對被測裂縫在該臺成像裝置的成像尺寸A′進行測量讀數，由放大倍數β計算出裂縫實際尺寸A，完成對縫隙大小的檢測。
2、 根據權利要求1所述的建筑物裂縫檢測方法，其特征在于當兩臺成 像裝置的放大倍數相同時，對任意一臺成像裝置的裂縫成像尺寸A'進行測量讀數。
3、 根據權利要求1所述的建筑物裂縫檢測方法，其特征在于當兩臺成 像裝置的放大倍數不同時，先用放大倍數較小的成像裝置進行大范圍觀測并選 擇表面有缺陷的區域，然后用放大倍數較大的成像裝置對裂縫成像尺寸A'進行測量讀數。
4、 根據權利要求1或2或3所述的建筑物裂縫檢測方法，其特征在于 多次測量A'并計算多個放大倍數P，取多次放大倍數的平均值為放大倍數。
5、 一種建筑物裂縫檢測系統，其特征在于包括固定平臺(G)、第一成像裝置(Fl)、第二成像裝置(F2)以及計算機；所述第一成像裝置(Fl)和第二成像裝置(F2)固定在固定平臺(G)上，其光軸相交于其夾角中心線上的一點位置； 所述計算機分別與第一成像裝置(Fl)和第二成像裝置(F2)相連。
6、 根據權利要求5所述的建筑物裂縫檢測系統，其特征在于所述第一成像裝置(Fl)和第二成像裝置(F2)的放大倍數相同。
7、 根據權利要求5所述的建筑物裂縫檢測系統，其特征在于所述第一 成像裝置(Fl)和第二成像裝置(F2)的放大倍數不同。
8、 根據權利要求5或6或7所述的建筑物裂縫檢測系統，其特征在于 其還包括設置在固定平臺(G)上的第三成像裝置(F3)。
9、 根據權利要求8所述的建筑物裂縫檢測系統，其特征在于其還包括 與固定平臺(G)相連的機械臂(J)。
10、 根據權利要求9所述的建筑物裂縫檢測系統，其特征在于其還包 括設置在固定平臺(G)上的照明設備(M)。
全文摘要
本發明涉及一種建筑物裂縫檢測方法及系統，采用了兩臺放大倍數不同的成像裝置對被測面進行觀測，本發明系統使用時，將兩個成像裝置對準被測目標，由于工作距離為一固定距離，前后調整系統支撐附件，通過光學鏡頭將目標成像到測量軟件，在測量軟件界面上進行同步觀測；其中放大倍數較小的成像裝置進行大范圍的觀測，選擇表面有缺陷的區域，然后采用放大倍數較大的成像裝置進行細節觀測，最后通過標定的比例尺直接對所成的像在測量軟件界面進行測量讀數，完成對縫隙大小的檢測。本發明解決了現有裂縫檢測手段無法進行有效測量的技術問題，具有觀測速度快、檢測方便、測量精確度高的優點。
文檔編號G01N21/88GK101251366SQ20081001774
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月18日 優先權日2008年3月18日
發明者陽 劉, 姚勝利, 李寶奇, 楊向輝, 賀正權, 燕 趙, 郝憲武 申請人:飛秒光電科技(西安)有限公司