一种手持式结构表观裂缝量测装置
技术领域
本发明涉及结构病害检测领域,尤其是涉及一种手持式结构表观裂缝量测装置。
背景技术
由于目前桥梁梁体结构在施工、运输及整个运营期内常因诸如施工误差、运输损耗以及车辆荷载的反复加载等原因导致结构表面出现裂缝病害,进而影响结构整体的耐久性、安全性。
传统方法主要依赖人工目视巡检的方式,并对发现的裂缝进行编号标注,该方法效率低、费时费力、主观性强,且由于箱梁内照明条件差,易产生漏检错检。
CN207662806U公开了一种手持式桥梁表观病害检测装置,其包括三轮行走小车、可伸缩杆件、工业相机、线性高强补光系统和主机,可伸缩杆件由三节伸缩臂和手柄构成;第一节所述伸缩臂端部与所述三轮行走小车连接,并在所述第一节所述伸缩臂上设置有所述线性高强补光系统,线性高强补光系统由所述主机控制其工作;第三节所述伸缩臂端部设置有所述手柄,手柄上设置有所述工业相机,所述工业相机由所述主机控制其拍摄速度;所述工业相机的拍摄面与所述线性高强补光系统发射出的光线照射均在待扫描区域。该技术方案仅能实现平整结构表面的病害信息获取,而对于空间狭小处、平面不规则处则难以适用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种手持式结构表观裂缝量测装置,能通过适用者的操作实现空间狭小处、平面不规则处的结构表面的裂缝信息获取。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明的目的是保护一种手持式结构表观裂缝量测装置,包括伸缩支架、拍摄模块、图像处理模块、测距模块,其中具体地:
伸缩支架,所述伸缩支架的始端能够相对末端进行轴向伸缩;
拍摄模块,设于伸缩支架的末端,能够在特定拍摄距离范围内获取目标区域结构表观裂缝图像;
图像处理模块,设于伸缩支架的始端,图像处理模块与所述拍摄模块电连接,图像处理模块将图像采集模组获取的目标范围内的结构表观裂缝图像进行表观裂缝特征提取,并对表观裂缝特征进行编号与存储,并通过无线通信的形式上传至用户端的结构裂缝特征信息数据库中;
测距模块,设于所述拍摄模块上,测距模块与所述图像处理模块电连接,测距模块实时获取所述拍摄模块与待检测区域的距离并实时传输至图像处理模块,当与待检测区域的距离处于预设阈值范围内时,图像处理模块指令拍摄模块进行适应性的调整焦距,使得获取的每张图片具有相同的解析精度。
进一步地,所述的伸缩支架为电驱动的电动伸缩杆。
进一步地,所述图像处理模块包括处理模块壳体和设于壳体内部的微处理器,图像处理模块还包括通过总线与微处理器电连接的RAM、ROM和无线信号收发器。
进一步地,所述微处理器为ARM架构的处理器或者x86架构的处理器。
进一步地,所述壳体的上还设有操作面板和显示屏,所述操作面板和显示屏通过总线与微处理器电连接。
进一步地,所述测距模块包括至少一个激光测距传感器,所述激光测距传感器通过总线与所述微处理器电连接。
进一步地,所述伸缩支架为多节电缸结构,多节电缸结构的驱动电机与所述微处理器电连接,通过微处理器的伺服控制实现多节电缸结构的定速伸长与收缩。
进一步地,所述多节电缸结构的末端与拍摄模块电连接,所述多节电缸结构的始端与处理模块壳体固定连接。
进一步地,所述拍摄模块包括工业相机及发光单元,所述发光单元环绕式设于工业相机周围,构成均匀的周圈式光照辅助。
进一步地,所述工业相机的图像获取精度大于等于0.01mm。
进一步地,所述电动伸缩杆的杆体材料为碳纤维,以此降低整体重量,实现轻量化的整体结构。
与现有技术相比,本发明具有以下技术优势:
1)本技术方案中的手持式结构表观裂缝量测装置,能够实现将裂缝的特征信息实时显示、编号、存储、上传数据库,与传统方法相比具有快速化、标准化、信息化、精准化、智能化等优点。
2)本技术方案中的手持式结构表观裂缝量测装置用于从施工至运营期内桥梁结构的全寿命安全维护与信息化管理,有效支撑结构的信息化性能监测,通过本技术方案中设备构建的裂缝特征信息数据库的构建将直接服务于生命周期工程信息化管理、运维评估和决策支持。
3)本技术方案中的手持式结构表观裂缝量测装置体积较小,操作灵便,可以由使用者携带至空间狭小处、平面不规则处,通过操作面板和显示屏构成使用者和微处理器的人机交互,实现多节电缸结构的伸缩控制、拍摄参数、图像处理参数、特征提取阈值与参数的调整,实现结构表面的裂缝信息获取。
4)本技术方案构成了阈值测距拍摄功能,待检测区域的距离处于预设阈值范围内时,图像处理模块指令拍摄模块进行适应性的调整焦距,使得获取的每张图片具有相同的解析精度。
附图说明
图1为本技术方案中手持式结构表观裂缝量测装置的结构示意图;
图2为本技术方案中手持式结构表观裂缝量测装置另一种视角的结构示意图;
图3为本技术方案的简单构思及原理示意图。
图中:1、伸缩支架,2、拍摄模块,3、图像处理模块,21、工业相机,22、发光单元,31、处理模块壳体,32、操作面板,33、显示屏。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明的目的是保护一种手持式结构表观裂缝量测装置,包括伸缩支架1、拍摄模块2、图像处理模块3、测距模块,以及匹配的移动电源或固定接线电源,参见图1与图2。本实施例中的手持式结构表观裂缝量测装置,并实现将裂缝的特征信息实时显示、编号、存储、上传数据库,与传统方法相比具有快速化、标准化、信息化、精准化、智能化等优点。手持式结构表观裂缝量测装置用于从施工至运营期内桥梁结构的全寿命安全维护与信息化管理,有效支撑结构的信息化性能监测,通过本技术方案中设备构建的裂缝特征信息数据库的构建将直接服务于生命周期工程信息化管理、运维评估和决策支持。
伸缩支架1的始端能够相对末端进行轴向伸缩。本实施例中,伸缩支架1为电驱动的电动伸缩杆。伸缩支架1为多节电缸结构,多节电缸结构的驱动电机与所述微处理器电连接,通过微处理器的伺服控制实现多节电缸结构的定速伸长与收缩。具体实施时,多节电缸结构选用灵德工业股份有限公司生产的4节电缸,将该4节电缸的伺服驱动器直接与本技术方案中的微处理器通过总线连接,构成伺服控制。多节电缸结构的末端与拍摄模块2电连接,所述多节电缸结构的始端与处理模块壳体31固定连接。具体选材时,电动伸缩杆的杆体材料为碳纤维,以此降低整体重量,实现轻量化的整体结构。伸缩支架1对应本实施例中整体结构的轻量化起到关键的作用,手持式结构表观裂缝量测装置体积较小,操作灵便,可以由使用者携带至空间狭小处、平面不规则处,通过操作面板32和显示屏33构成使用者和微处理器的人机交互,实现多节电缸结构的伸缩控制、拍摄参数、图像处理参数、特征提取阈值与参数的调整,实现结构表面的裂缝信息获取。
本实施例中拍摄模块2设于伸缩支架1的末端,能够在特定拍摄距离范围内获取目标区域结构表观裂缝图像。拍摄模块2包括工业相机21及发光单元22,所述发光单元22环绕式设于工业相机21周围,构成均匀的周圈式光照辅助。工业相机21的图像获取精度大于等于0.01mm。工业相机21能够借助微处理器的运算辅助,实现高效的对焦。
测距模块设于拍摄模块2上,测距模块与所述图像处理模块3电连接,测距模块实时获取所述拍摄模块2与待检测区域的距离并实时传输至图像处理模块3,当与待检测区域的距离处于预设阈值范围内时,图像处理模块3指令拍摄模块2进行适应性的调整焦距,使得获取的每张图片具有相同的解析精度。本实施例中的测距模块可以与多节电缸结构中的驱动电机和工业相机21中的变焦原件构成联动控制,实现拍摄时的相同解析精度。
图像处理模块3设于伸缩支架1的始端,图像处理模块3与所述拍摄模块2电连接,图像处理模块3将图像采集模组3获取的目标范围内的结构表观裂缝图像进行表观裂缝特征提取,并对表观裂缝特征进行编号与存储,并通过无线通信的形式上传至用户端的结构裂缝特征信息数据库中。
图像处理模块3包括处理模块壳体31和设于壳体内部的微处理器,图像处理模块3还包括通过总线与微处理器电连接的RAM、ROM和无线信号收发器。本实施例中微处理器为ARM架构的处理器或者x86架构的处理器。壳体31的上还设有操作面板32和显示屏33,所述操作面板32和显示屏33通过总线与微处理器电连接。测距模块包括至少一个激光测距传感器,所述激光测距传感器通过总线与所述微处理器电连接。
本技术方案中的手持式结构表观裂缝量测装置的构思可参考图3,本装置体积较小,操作灵便,可以由使用者携带至空间狭小处、平面不规则处,通过操作面板32和显示屏33构成使用者和微处理器的人机交互,实现多节电缸结构的伸缩控制、拍摄参数、图像处理参数、特征提取阈值与参数的调整,实现结构表面的裂缝信息获取。其中,图像处理模块3主体负责接收由拍摄模块采集到的图像数据,对图像进行处理、解析、整合并将处理后图像与裂缝特征信息通过液晶显示屏实时反馈给用户,其中微处理器通过ROM中预载的图像二值化、动态特征点捕捉处理算法对图像数据进行解析处理,获得图像中结构表观裂缝长度、宽度、倾斜角特征数据;微处理器基于结构表观裂缝特征信息数据,对扫描处裂缝进行信息模型ID构建,生成裂缝标准化编号存储于ROM中,用户能够通过无线传输方式导出数据至外部终端的结构裂缝特征信息数据库中,为后期智能运维、信息化安全管养提供支撑,并可对结构安全性能进行实时评估。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
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