一种基于图像技术的幕墙安全性能快速检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像技术的幕墙安全性能快速检测方法，包括了利用高速摄像机的前期数据采集和后期振动数据的处理方法，无人机对幕墙表面标注标记点和无人机喷射弹丸模拟外部敲击后的振动反应，以及安全性评价方法四项内容。本发明专利技术具有简单、方便和无损等优点，为检测行业的工作提供了更加可靠的幕墙检测方式，以确保幕墙在服役过程中的安全性能。本发明专利技术的主要用途为建筑幕墙快速检测，评估服役期间幕墙的安全性能。

A fast detection method of curtain wall safety performance based on Image Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像技术的幕墙安全性能快速检测方法
本专利技术技术的领域为建筑安全检测，具体为一种利用高速摄像机快速检测幕墙安全性能的技术，应用于建筑、检测等领域。
技术介绍
传统幕墙检测主要是对于幕墙节点与连接检验以及安装检验做了一些要求，使其安装前做到事前控制，但其中任然存在许多不足点。1.传统幕墙检测技术工序复杂，检验项目多，操作烦琐，检验费用较高，而且费时费力。2.传统幕墙检测技术对已经安装使用的玻璃幕墙就不再适用了，尚没有制定针对既有玻璃幕墙整体安全状况的现场检测手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有幕墙安全检测技术工序复杂、检验项目多、检验费用高和不适用于已经安装使用的幕墙等问题，提供一种简单、方便和无损等优点的幕墙安全检测技术，为检测行业的工作提供了更加可靠的幕墙检测方式，以确保幕墙在服役过程中的安全性能。本专利技术采用的技术方案为：一种基于图像技术的幕墙安全性能快速检测方法，包括以下步骤：1)确定待测幕墙所使用的面板板材的参数，根据实验室所整理成的幕墙振动频率的基础性数据库，确定板材参照频率范围；基础性数据库根据不同类型的幕墙分别建立基本模型，计算出理论频率，检测不同类型幕墙的基本振动频率及频率范围，修正理论模型，最终得到幕墙的基础性数据库；2)现场对幕墙采用高速摄像机，利用图像散斑识别技术，准确跟踪被测物上点与点之间的运动，对幕墙表面进行扫描且信号进行采集，设定采样频率为100Hz，采集幕墙在自然振动下和敲击振动下的位移随时间变化的数据；3)特别针对玻璃幕墙，由于表面存在镜面反射，高速摄像机不能准确识别幕墙表面的特征，所以需要对表面标注标记点；需利用无人机搭载微型气瓶和标记溶液，对玻璃幕墙表面标注标记点，使高速摄像机能够准确捕捉标记点，该标记点在短时间内自然老化脱落，免除后期的清理工作；4)利用无人机搭载微型气瓶和气动元件，向幕墙表面发射弹丸，形成敲击振动，使其模拟敲击时的状态，这时候进行数据采集，采集其敲击时的振动状态数据；5)将采集到的幕墙位移随时间振动变化的数据，利用傅里叶变换将时域数据转换为振动的频域数据，并获取幕墙振动的一阶频率，将分析计算得到的一阶振动频率从小到大进行排序，并与基础性数据库进行比较，对于低于临界频率的初步判定为危险区域；6)对于判定为危险的单块幕墙，则需要安排技术人员结合其它技术手段进行现场复核；如果幕墙存在问题，则需要进行维修处理；如果幕墙没有问题，则需要测试时结果产生偏差的具体问题进行分析。作为优选，所述微型气瓶里面为压缩的氮气，气动元件为气体发射枪，弹丸选用橡胶球。作为优选，所述步骤4)中无人机发射出去的弹丸反弹到回收装置中，并重新装填，弹丸可回收并且重复利用。本专利技术建立安全评价准则，利用高速摄像机进行检测的前期数据采集和数据的后处理，以及无人机对幕墙表面标注标记点和无人机喷射弹丸使其模拟敲击状态。所述建立安全评价准则即为幕墙振动频率的基础性数据库，主要是实验室根据幕墙所使用的面板板材的参数和幕墙的结构支承形式的不同，测试出不同幕墙的一个振动频率安全范围，所形成的基础性数据库。所述高速摄像机，利用图像散斑识别技术，准确跟踪被测物上点与点之间的运动，对幕墙表面进行信号进行采集；采集到的数据为位移随时间的变化数据，利用傅里叶变换，将时域数据转换为振动的频域数据，并获取幕墙振动的一阶频率，并与基础性数据库进行比较。所述无人机对幕墙表面标注标记点和无人机喷射弹丸使其模拟敲击状态。由于幕墙大多存在于较高的位置，不太方便采用人工去标注标记点和进行敲击，所以需要采用无人机技术。由于表面存在镜面反射，高速摄像机不能准确识别幕墙表面的特征，所以需要对表面标注标记点。需利用无人机技术对玻璃幕墙表面标注标记点，使高速摄像机能够准确捕捉标记点。该标记点可以在短时间内自然老化脱落，可免除后期的清理工作；采用无人机喷射弹丸进行敲击，无人机上搭载气动元件，喷射弹丸，以达到敲击效果。本专利技术的主要用途为建筑幕墙快速检测，评估服役期间幕墙的安全性能。有益效果：本专利技术在现有幕墙安全检测技术工序复杂、检验项目多、检验费用高和不适用于已经安装使用的幕墙等问题的情况下，通过幕墙的振动频率来判断其安全性能。同时该检测方法具有简单、方便和无损等优点。附图说明图1为本专利技术高速摄像机快速检测幕墙安全性能的示意图；图2为无人机玻璃幕墙表面标注标记点示意图；图3为无人机搭载气动元件喷射弹丸幕墙表面模拟敲击效果示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1-3所示，一种利用高速摄像机快速检测幕墙安全性能的技术，包括了以下的具体操作步骤：1)确定待测幕墙1所使用的面板板材的参数，根据实验室所整理成的幕墙1振动频率的基础性数据库，确定板材参照频率范围；基础性数据库根据不同类型的幕墙分别建立基本模型，计算出理论频率，检测不同类型幕墙1的基本振动频率及频率范围，修正理论模型，最终得到幕墙1的基础性数据库。2)现场对幕墙1采用高速摄像机2，利用图像散斑识别技术，准确跟踪被测物上点与点之间的运动，对幕墙1表面进行扫描且信号进行采集，设定采样频率为100Hz，采集幕墙1在自然振动下和敲击振动下的位移随时间变化的数据；3)针对玻璃幕墙，由于表面存在镜面反射，高速摄像机2不能准确识别幕墙1表面的特征，所以需要对表面标注标记点3。需利用无人机4搭载微型气瓶5和标记溶液6，对玻璃幕墙表面标注标记点3，使高速摄像机2能够准确捕捉标记点3，该标记点3可以在短时间内自然老化脱落，可免除后期的清理工作；4)利用无人机4搭载微型气瓶5和气动元件7，微型气瓶5里面为压缩的氮气，气动元件7为气体发射枪，可装填弹丸(选用橡胶球)。可以向幕墙1表面发射橡胶球，形成敲击振动。发射出去的橡胶球反弹到回收装置8中，并重新装填，所以橡胶球可回收并且重复利用。使其模拟敲击时的状态。这时候可以进行数据采集，采集其敲击时的振动状态数据；5)将利用高速摄像机采集到的幕墙位移随时间振动变化的数据，利用傅里叶变换将时域数据转换为振动的频域数据，并获取幕墙振动的一阶频率，将分析计算得到的一阶振动频率从小到大进行排序，并与基础性数据库进行比较，对于低于临界频率的初步判定为危险区域；6)对于判定为危险的单块幕墙，则需要安排技术人员结合其它技术手段进行现场复核。如果幕墙存在问题，则需要进行维修处理；如果幕墙没有问题，则需要测试时结果产生偏差的具体问题进行分析。以上结合附图对本专利技术的实施方式做出详细说明，但本专利技术不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本专利技术的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像技术的幕墙安全性能快速检测方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)确定待测幕墙所使用的面板板材的参数，根据实验室所整理成的幕墙振动频率的基础性数据库，确定板材参照频率范围；基础性数据库根据不同类型的幕墙分别建立基本模型，计算出理论频率，检测不同类型幕墙的基本振动频率及频率范围，修正理论模型，最终得到幕墙的基础性数据库；/n2)现场对幕墙采用高速摄像机，利用图像散斑识别技术，准确跟踪被测物上点与点之间的运动，对幕墙表面进行扫描且信号进行采集，设定采样频率为100Hz，采集幕墙在自然振动下和敲击振动下的位移随时间变化的数据；/n3)特别针对玻璃幕墙，由于表面存在镜面反射，高速摄像机不能准确识别幕墙表面的特征，所以需要对表面标注标记点；需利用无人机搭载微型气瓶和标记溶液，对玻璃幕墙表面标注标记点，使高速摄像机能够准确捕捉标记点，该标记点在短时间内自然老化脱落，免除后期的清理工作；/n4)利用无人机搭载微型气瓶和气动元件，向幕墙表面发射弹丸，形成敲击振动，使其模拟敲击时的状态，这时候进行数据采集，采集其敲击时的振动状态数据；/n5)将采集到的幕墙位移随时间振动变化的数据，利用傅里叶变换将时域数据转换为振动的频域数据，并获取幕墙振动的一阶频率，将分析计算得到的一阶振动频率从小到大进行排序，并与基础性数据库进行比较，对于低于临界频率的初步判定为危险区域；/n6)对于判定为危险的单块幕墙，则需要安排技术人员结合其它技术手段进行现场复核；如果幕墙存在问题，则需要进行维修处理；如果幕墙没有问题，则需要测试时结果产生偏差的具体问题进行分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像技术的幕墙安全性能快速检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)确定待测幕墙所使用的面板板材的参数，根据实验室所整理成的幕墙振动频率的基础性数据库，确定板材参照频率范围；基础性数据库根据不同类型的幕墙分别建立基本模型，计算出理论频率，检测不同类型幕墙的基本振动频率及频率范围，修正理论模型，最终得到幕墙的基础性数据库；
2)现场对幕墙采用高速摄像机，利用图像散斑识别技术，准确跟踪被测物上点与点之间的运动，对幕墙表面进行扫描且信号进行采集，设定采样频率为100Hz，采集幕墙在自然振动下和敲击振动下的位移随时间变化的数据；
3)特别针对玻璃幕墙，由于表面存在镜面反射，高速摄像机不能准确识别幕墙表面的特征，所以需要对表面标注标记点；需利用无人机搭载微型气瓶和标记溶液，对玻璃幕墙表面标注标记点，使高速摄像机能够准确捕捉标记点，该标记点在短时间内自然老化脱落，免除后期的清理工作；
4)利用无人机搭载微型气瓶和气动元件，向幕墙表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：万里，薛鹏龙，汪博，魏颖颖，栾英奇，刘兆慧，李文惠，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京工大建设工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32