一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置及其方法公开了一种能够安装在无人机上对高层建筑墙体表面进行拍摄获取墙体图像和裂缝图像以及对应的拍摄距离并进行分析，无需人工巡检的墙体监控装置及其方法，适于高层建筑墙体的裂缝监测，能够及时掌握墙体裂缝相对于墙体宽度的变化情况，便于监测人员及时采取相应的措施。其特征在于包括用于和无人机连接的安装组件，用于获取墙体图像和裂缝图像的图像获取组件以及用于无人机落地时对图像获取组件进行缓冲保护的减震组件，所述安装组件设置在图像获取组件上，所述减震组件设置在图像获取组件上，所述安装组件有两个，两个所述安装组件对称设置在图像获取组件上。述安装组件对称设置在图像获取组件上。述安装组件对称设置在图像获取组件上。

A high-rise building wall monitoring device and its method based on image recognition

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置及其方法


[0001]本专利技术一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置及其方法涉及一种在图像识别的基础上对高层建筑墙体裂缝进行监控的装置及其方法，属于建筑墙体监测


技术介绍

[0002]建筑在长时间的风吹雨打日晒等自然环境下，会受到温度应力等因素影响，墙体材料会产生间隙，间隙可能催化放大进而在表面产生裂缝，随着裂缝不断扩大，会造成安全隐患，尤其是高层建筑在发生裂缝时，若不及时发现检修将破坏建筑整体的强度及稳定性，目前对建筑裂缝的检测主要依靠人工巡检，工作量大，且对于高层建筑来说，地面巡检人员与裂缝的垂直距离较远，肉眼难以准确观测裂缝的实际状况，若靠近高层建筑的墙体进行观察，则又会存在一定的危险。
[0003]公开号CN111612846A公开了一种基于U
‑
net CNN图像识别和像素标定的混凝土裂缝宽度测定方法，包括如下步骤：使用单反相机和激光测距仪获取已知拍摄距离和焦距的多张混凝土结构表面裂缝的照片；训练U
‑
net CNN网络，实现对裂缝的自动化识别并提取裂缝形态；标记裂缝宽度方向，提取裂缝宽度方向像素个数；室内标靶实验，构建拍摄距离、焦距、像素实际尺寸的非线性模型，标定像素实际尺寸；采用该方法，对高层建筑墙体来说，墙体裂缝照片的获取较为困难，需要人工借助吊篮等设备上升到高层墙体裂缝处，然后再利用单反相机和激光测距仪获取墙体裂缝图像和拍摄距离，容易发生危险，不适合对高层建筑墙体裂缝的监测。
[0004]公开号CN105910540A公开了一种用于现场检测建筑墙体裂缝的方法，包括以下步骤：取一采用CMOS图像传感器的摄像装置，将摄像装置固定在带有裂缝的墙体正前方；测量摄像头与墙体间的距离；拍摄带裂缝的墙面照片；根据摄像头的横向、纵向视场角，来计算照片中墙面的实际长度和宽度；根据照片中裂缝和墙面的像素值的差异找出裂缝宽度所占像素的个数、及裂缝与水平线的夹角；采用该方法，对高层建筑墙体来说，墙体正前方一般无法设置摄像装置的固定结构，需要人工手持摄像装置对高层建筑的墙体裂缝进行拍摄，墙体裂缝照片的获取较为困难，不适合对高层建筑墙体裂缝的监测。
[0005]公开号CN106595497A公开了一种建筑物表面裂缝实时监测预警系统及其预警方法，该预警系统包括设置于建筑物表面裂缝处的随裂缝同步变形的标识物，以及用于采集标识物变形数据的数据采集系统；数据采集系统包括M个数据采集装置，M为正整数；数据采集装置包括监测设备，监测设备采集标识物变形数据并通过信号收发器与数据处理终端相连；数据处理终端根据标识物移动数据获得建筑物表面裂缝的变换数据并显示，该预警系统需要人工在建筑物表面裂缝处安装标识物，对高层建筑墙体来说，人工安装容易发生危险，不适合对高层建筑墙体裂缝的监测。

技术实现思路

[0006]为了改善上述情况，本专利技术一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置及其方法
提供了一种能够安装在无人机上对高层建筑墙体表面进行拍摄获取墙体图像和裂缝图像以及对应的拍摄距离并进行分析，无需人工巡检的墙体监控装置及其方法，适于高层建筑墙体的裂缝监测，能够及时掌握墙体裂缝相对于墙体宽度的变化情况，便于监测人员及时采取相应的措施。
[0007]本专利技术一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置是这样实现的：本专利技术一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置包括用于和无人机连接的安装组件，用于获取墙体图像和裂缝图像的图像获取组件以及用于无人机落地时对图像获取组件进行缓冲保护的减震组件，其特征在于，所述安装组件设置在图像获取组件上，所述减震组件设置在图像获取组件上，优选的，所述安装组件有两个，两个所述安装组件对称设置在图像获取组件上，所述减震组件有两个，两个所述减震组件对称设置在图像获取组件上，所述图像获取组件由摄像头、支撑板、激光测距仪、摄像头固定板、固定槽、限位槽和测距仪固定板组成，支撑板顶面中部开有固定槽，摄像头固定板置于固定槽内，摄像头置于摄像头固定板中心位置处，支撑板底面中部开有限位槽，测距仪固定板置于限位槽内，激光测距仪置于测距仪固定板上，优选的，所述激光测距仪的中心线和摄像头的中心线在同一条直线上，所述激光测距仪和摄像头相齐平，优选的，所述支撑板一侧面为弧形结构，所述支撑板的宽度从中间向两端逐渐增大，所述安装组件由连接板、固定限位板和安装板组成，所述固定限位板通过紧固螺栓置于支撑板上，连接板一端通过铰接轴和固定限位板相铰接，另一端和安装板相连接，优选的，所述连接板为弧形结构，优选的，所述安装板上开有预留安装孔，所述安装板所在平面和支撑板相垂直，所述减震组件由转动滑筒、支撑滑杆、自动伸缩杆、铰接座、减震支腿、铰接耳、缓冲弹簧和限位滑板组成，铰接耳置于支撑板底面上，转动滑筒筒底通过铰接座和铰接耳相铰接，支撑滑杆一端可滑动的置于转动滑筒内，另一端穿出转动滑筒筒口和减震支腿一端相连接，优选的，所述转动滑筒筒口直径小于筒底直径，优选的，所述减震支腿的直径从一端相另一端逐渐增大，所述减震支腿由橡胶材料制成，限位滑板置于支撑滑杆一端，优选的，所述限位滑板位于转动滑筒内，所述限位滑板侧壁和转动滑筒内壁相接触，缓冲弹簧置于转动滑筒内，所述缓冲弹簧一端和转动滑筒筒底相连接，另一端和限位滑板相连接，自动伸缩杆一端通过连接耳和转动滑筒相铰接，优选的，所述连接耳靠近转动滑筒筒口位置，自动伸缩杆另一端和支撑板底面相铰接；
本专利技术还涉及一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：1）通过安装板上的预留安装孔将墙体监控装置安装在无人机的固定座上；2）无人机带动墙体监控装置上升，使摄像头和激光测距仪正对高层建筑的墙体，当无人机上升时，自动伸缩杆处于伸缩状态，使得减震组件贴近支撑板，重心靠近无人机，使无人机上升过程更加稳定；3）利用摄像头对高层建筑墙体表面进行拍摄，获取墙体图像和墙体裂缝图像，同时激光测距仪测出相应的拍摄距离；4）拍摄完成，无人机下落，当无人机下落时，自动伸缩杆伸长，推动转动滑筒转动，使其和地面垂直；5）落地时，减震支腿先和地面接触，然后推动支撑滑杆在转动滑筒内滑动，缓冲弹簧被压缩产生弹性形变，对落地时产生的硬碰撞进行缓冲，防止摄像头和激光测距仪发生损坏；本专利技术还涉及利用一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置进行高层建筑墙体裂缝监测的方法，其特征在于包括以下步骤：1）利用高层建筑墙体监控装置获取墙面全景图像，此时摄像头到墙面的距离为L1；2）对墙面全景图像进行灰度处理，进行背景分离，提取墙面图像信息并测量L1距离下的墙面宽度；优选的，所述墙面宽度通过人工测量获取，即监测人员利用标尺测量出墙面的宽度；3）利用高层建筑墙体监控装置获取墙面裂缝图像，此时摄像头到墙面的距离为L2；4）对墙面裂缝图像进行灰度处理，测出墙面裂缝的最大宽度作为L2距离下的墙面裂缝宽度；5）将L1距离下的墙面宽度转换为预先设定的标准距离L下的宽度信息W1，同时将L2距离下的墙面裂缝宽度转换为预先设定的标准距离L下的宽度信息W2；优选的，所述宽度转换模型通过前期实验得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置，包括用于和无人机连接的安装组件，用于获取墙体图像和裂缝图像的图像获取组件以及用于无人机落地时对图像获取组件进行缓冲保护的减震组件，其特征在于：所述安装组件设置在图像获取组件上，所述减震组件设置在图像获取组件上，所述安装组件有两个，两个所述安装组件对称设置在图像获取组件上，所述减震组件有两个，两个所述减震组件对称设置在图像获取组件上。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置，其特征在于所述图像获取组件由摄像头、支撑板、激光测距仪、摄像头固定板、固定槽、限位槽和测距仪固定板组成，支撑板顶面中部开有固定槽，摄像头固定板置于固定槽内，摄像头置于摄像头固定板中心位置处，支撑板底面中部开有限位槽，测距仪固定板置于限位槽内，激光测距仪置于测距仪固定板上。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置，其特征在于所述安装组件由连接板、固定限位板和安装板组成，所述固定限位板通过紧固螺栓置于支撑板上，连接板一端通过铰接轴和固定限位板相铰接，另一端和安装板相连接。4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置，其特征在于所述减震组件由转动滑筒、支撑滑杆、自动伸缩杆、铰接座、减震支腿、铰接耳、缓冲弹簧和限位滑板组成，铰接耳置于支撑板底面上，转动滑筒筒底通过铰接座和铰接耳相铰接，支撑滑杆一端可滑动的置于转动滑筒内，另一端穿出转动滑筒筒口和减震支腿一端相连接，限位滑板置于支撑滑杆一端，所述限位滑板位于转动滑筒内，所述限位滑板侧壁和转动滑筒内壁相接触，缓冲弹簧置于转动滑筒内，所述缓冲弹簧一端和转动滑筒筒底相连接，另一端和限位滑板相连接，自动伸缩杆一端通过连接耳和转动滑筒相铰接，自动伸缩杆另一端和支撑板底面相铰接。5.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置，其特征在于所述激光测距仪的中心线和摄像头的中心线在同一条直线上，所述激光测距仪和摄像头相齐平，所述支撑板一侧面为弧形结构，所述支撑板的宽度从中间向两端逐渐增大。6.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置，其特征在于所述连接板为弧形结构，所述安装板上开有预留安装孔，所述安装板所在平面和支撑板相垂直。7.根据权利要求4所述的一种基于图像识别的高层建筑墙体监控装置，其特征在于所述转动滑筒筒口直径小于筒底直径，所述减震支腿的直径从一端相另一端逐渐增大，所述减震支腿由橡胶材料制成，所述连接耳靠近转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兆立，吴雪寒，田国华，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，
类型：发明
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