混凝土构件裂缝自动检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种混凝土构件裂缝自动检测装置、方法及系统，该检测装置、方法及系统是通过图像采集装置采集桥梁构件在受到载荷时构件形变而产生的裂缝图像，并将该图像发送至图像处理系统中进行处理，获得构件产生裂缝的图像信息。该装置、方法及系统采用自动获取图像的方式获得构件的裂缝信息，能够根据图像信息客观的判断不同部位、宽窄、长短的裂缝是否属于受力裂缝的合格判定标准，并且该图像信息能够实现数据上传到铁路工程建设信息管理平台数据中心，方便了桥梁构件载荷试验数据的获取和提高了桥梁构件载荷试验数据的真实性、正确性、可靠性。

Device and method for automatically detecting crack of concrete member

The automatic detection system and device, the invention discloses a method of concrete crack, the detection device, method and system for crack image by image acquisition device under the bridge component load component deformation produced, and the image is sent to the image processing system, image information component crack. The device and system, using the method of automatic acquisition of image information obtained crack component, according to the image information of objective judgement criteria of qualified cracks in different position, width and length are stress cracks, and the image information can achieve upload data to the railway engineering construction management information platform data center, convenient bridge component load test data acquisition and improve the bridge load test data authenticity, validity, reliability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及构件质量检验设备领域，特别是涉及一种混凝土构件裂缝自动检测装置、方法及系统。
技术介绍
如图8所示，现有技术中有一种桥梁静载试验自动控制装置，包括用于控制整个试验过程的试验主控装置，还包括均与试验主控装置连接的加载执行装置、荷载测量装置、挠度测量装置、偏离校核装置和异常报警装置。试验主控装置还配置有用于数据上传和图像远程监控的远程监控装置、手动应急装置、全自动/半自动装置和用于通过一键操作完成试验全过程的一键控制装置。该装置实现了桥梁静载试验实现同步加载且各加载点荷载自动平衡，保证了试验数据的真实、准确、可靠，提高自动化程度，减少了试验人工及设备，实现了试验数据上传及远程监控。但是该装置的桥梁裂缝的检测仍然需要人工观察来进行，不但每人对不同部位、宽窄、长短的裂缝是否属于受力裂缝的合格判定标准不同，观察人员的责任心不同，还有“视而不见”造假行为等等，直接影响到桥梁构件载荷试验数据的真实性、正确性、可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混凝土构件裂缝自动检测装置、方法及系统，该检测装置、方法及系统是通过图像采集装置采集桥梁构件在受到载荷时构件形变而产生的裂缝图像，并将该图像发送至图像处理系统中进行处理，获得构件产生裂缝的图像信息。该装置、方法及系统采用自动获取图像的方式获得构件的裂缝信息，能够根据图像信息客观的判断不同部位、宽窄、长短的裂缝是否属于受力裂缝的合格判定标准，并且该图像信息能够实现数据上传到铁路工程建设信息管理平台数据中心，方便了桥梁构件载荷试验数据的获取和提高了桥梁构件载荷试验数据的真实性、正确性、可靠性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种混凝土构件裂缝自动检测装置，包括：图像采集装置，用于采集所述构件的图像；图像处理装置，所述图像处理装置与所述图像采集装置相连接，用于识别所述图像中的裂缝；移动承载装置，用于承载所述图像采集装置，且所述移动承载装置能够沿所述构件的至少一个待检测面移动。可选的，所述移动承载装置包括移动轨道，所述图像采集装置设于所述移动轨道上且所述图像采集装置能够在所述移动轨道上移动，所述移动轨道能够沿所述构件的至少一个待检测面移动，所述图像采集装置在所述移动轨道上的移动方向与所述移动轨道的移动方向的夹角大于0°且小于180°。可选的，所述移动轨道与所述构件接触处设有移动机构，所述移动轨道上设有爬壁机器人，所述爬壁机器人的顶面与所述构件的表面相接触，所述爬壁机器人沿所述构件的表面爬行并带动所述移动轨道沿所述构件移动；所述移动机构包括设于所述移动轨道两端的滚轮，所述滚轮与所述构件接触。可选的，所述图像采集装置包括镜头和补光灯，所述补光灯用于为所述镜头拍摄图像提供补光光源。本专利技术的另一目的在于提供了一种混凝土构件裂缝自动检测方法，包括：获取构件的图像；提取所述图像中灰度信息；根据所述灰度信息确定所述图像中的灰暗区域；基于所述灰暗区域识别所述构件的裂缝。可选的，在所述基于灰暗区域识别构件的裂缝之后，还包括：获取所述裂缝与所述构件横向所在直线的夹角，判断所述夹角是否大于45°，获得第一判断结果；当所述第一判断结果表示是时，确定所述裂缝为目标裂缝；当所述第一判断结果表示否时，确定所述裂缝为非目标裂缝可选的，所述基于所述灰暗区域识别所述构件的裂缝，具体包括：利用高斯平滑滤波法对包含所述灰暗区域的图像进行低通滤波；获取滤波后图像与所述灰暗区域的图像的差值图像；提取所述差值图像中裂缝的方向信息；结合所述方向信息，对所述滤波后的裂缝图像进行二值化处理，获得二值化图像；剔除所述二值化图像中的杂散点和团块，提取裂缝。可选的，所述提取所述差值图像中裂缝的方向信息，具体包括：选取所述滤波后的裂缝图像中一像素点(i，j)；以所述像素点(i，j)为中心，选取高度为h，宽度为w的矩形区域；计算所述矩形区域内x和y方向的梯度均值；根据所述梯度均值计算所述矩形区域内任意像素点(i，j)的相位角。可选的，所述剔除所述二值化图像中的杂散点和团块，提取裂缝，具体包括：获取所述二值化图像中灰暗成分的外包矩形；计算所述外包矩形的长宽比；判断所述长宽比是否大于设定长宽比，获得第二判断结果；当所述第二判断结果表示是时，根据各外包矩形的邻接关系剔除非裂缝区域，确定所述剩余外包矩形所包围的灰暗成分为目标裂缝；当所述第二判断结果表示否时，确定所述外包矩形所包围的灰暗成分为杂散点或团块，并剔除所述杂散点或所述团块。可选的，所述检测方法还包括：再次获取所述裂缝所在位置处的图像，得到二次图像；识别所述二次图像中的二次裂缝；比较所述二次图像中的二次裂缝与所述裂缝的长度，获得比较结果；当所述比较结果表示所述二次裂缝的长度大于所述裂缝的长度，确定所述二次图像中的裂缝成分为目标裂缝；当所述比较结果表示所述二次裂缝的长度不大于所述裂缝的长度，剔除所述灰暗区域，记录检测结果。可选的，所述检测方法还包括：获取预先收集的裂缝图像信息；基于所述裂缝图像信息，提取含有裂缝的图像中的裂缝共性；根据所述裂缝共性识别所述构件的图像中的裂缝。本专利技术的又一目的在于提供了一种混凝土构件裂缝自动检测系统，包括：图像获取单元，用于获取构件的图像；灰度信息提取单元，用于提取所述图像中灰度信息；灰暗区域确定单元，根据所述灰度信息确定所述图像中的灰暗区域；裂缝识别单元，基于所述灰暗区域识别所述构件的裂缝。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的混凝土构件裂缝自动检测装置利用能够在构件上移动的图像采集装置采集构件表面的图像，经过图像处理装置处理后，获得图像中的裂缝成分，从而实现构件的裂缝检测。通过本专利技术的裂缝检测装置进行裂缝检测避免了人工观察判断裂缝存在的安全隐患，而且能够客观、真实、准确的获取裂缝信息，提高了桥梁构件载荷试验数据的真实性、正确性、可靠性。本专利技术还提供了一种混凝土构件裂缝自动检测方法及系统，该方法及系统通过裂缝的邻域灰阶差异显著特性来检测裂缝，并且该方法及系统能够准确识别采集的图像中存在的真实裂缝，并记录识别结果，实现裂缝数据的传输。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的混凝土构件裂缝自动检测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供轨道小车的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的爬壁机器人的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的图像采集装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的构件远红外巡航目标点的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的混凝土构件裂缝自动检测方法的总体流程图；图7为本专利技术实施例提供的混凝土构件裂缝自动检测方法中二次检测的流程图；图8为本专利技术实施例提供的基于灰暗区域识别构件的裂缝的流程图；图9为本专利技术实施例提供的提取差值图像中裂缝的方向信息的流程图；图10为本专利技术实施例提供的图像中通过一像素点的直线的网格图；图11为本专利技术实施例提供的经过二值化处理的二值化图像；图12为本专利技术实施例提供的经过空间闭运算处理的闭运算图像；图13为本专利技术实施例提供的剔除二值化图像中的杂散点和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土构件裂缝自动检测装置，其特征在于，包括：图像采集装置，用于采集所述构件的图像；图像处理装置，所述图像处理装置与所述图像采集装置相连接，用于识别所述图像中的裂缝；移动承载装置，用于承载所述图像采集装置，且所述移动承载装置能够沿所述构件的至少一个待检测面移动。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土构件裂缝自动检测装置，其特征在于，包括：图像采集装置，用于采集所述构件的图像；图像处理装置，所述图像处理装置与所述图像采集装置相连接，用于识别所述图像中的裂缝；移动承载装置，用于承载所述图像采集装置，且所述移动承载装置能够沿所述构件的至少一个待检测面移动。2.根据权利要求1所述的混凝土构件裂缝自动检测装置，其特征在于，所述移动承载装置包括移动轨道，所述图像采集装置设于所述移动轨道上且所述图像采集装置能够在所述移动轨道上移动，所述移动轨道能够沿所述构件的至少一个待检测面移动，所述图像采集装置在所述移动轨道上的移动方向与所述移动轨道的移动方向的夹角大于0°且小于180°。3.根据权利要求2所述的混凝土构件裂缝自动检测装置，其特征在于，所述移动轨道与所述构件接触处设有移动机构，所述移动轨道上设有爬壁机器人，所述爬壁机器人的顶面与所述构件的表面相接触，所述爬壁机器人沿所述构件的表面爬行并带动所述移动轨道沿所述构件移动；所述移动机构包括设于所述移动轨道两端的滚轮，所述滚轮与所述构件接触。4.根据权利要求1所述的混凝土构件裂缝自动检测装置，其特征在于，所述图像采集装置包括镜头和补光灯，所述补光灯用于为所述镜头拍摄图像提供补光光源。5.一种混凝土构件裂缝自动检测方法，其特征在于，包括：获取构件的图像；提取所述图像中灰度信息；根据所述灰度信息确定所述图像中的灰暗区域；基于所述灰暗区域识别所述构件的裂缝。6.根据权利要求5所述的混凝土构件裂缝自动检测方法，其特征在于，在所述基于灰暗区域识别构件的裂缝之后，还包括：获取所述裂缝与所述构件横向所在直线的夹角，判断所述夹角是否大于45°，获得第一判断结果；当所述第一判断结果表示是时，确定所述裂缝为目标裂缝；当所述第一判断结果表示否时，确定所述裂缝为非目标裂缝。7.根据权利要求5所述的混凝土构件裂缝自动检测方法，其特征在于，所述基于所述灰暗区域识别所述构件的裂缝，具体包括：利用高斯平滑滤波法对包含所述灰暗区域的图像进行低通滤波；获取滤波后图像与所述灰暗区域的图像的差值图像；提取所述差值图像中裂缝的方向信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙金更，周用贵，姜会增，刘越，李世林，吴俊，宫兴琦，李泉，
申请(专利权)人：孙金更，周用贵，姜会增，刘越，李世林，吴俊，宫兴琦，李泉，北京华横新技术开发公司，
类型：发明
国别省市：北京;11