一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法技术

本发明专利技术涉及水泥土搅拌桩技术领域，公开一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，包括如下步骤：确定装纳水泥土搅拌桩钻芯体的岩心箱尺寸大小以及施工过程中取芯进尺的任务长度；将现场搅拌桩的各段钻芯破裂体依次铺放在已知尺寸大小的岩心箱中，并以俯视视角拍摄获得平铺图像；读取所获图像，对其进行数字化处理，数字化处理包括但不限于灰度图转换、边缘性检测、孔洞填充图像、提取外围边缘；计算岩心箱的图像尺寸与实际尺寸的比例，然后利用计算机视觉测量出各段钻芯破裂体的换算长度。本发明专利技术通过结合现场钻芯后获得的芯样图像，自动计算水泥土搅拌桩取芯率，能够减少人工反复量尺记录的繁琐、加快桩身质量评定。工反复量尺记录的繁琐、加快桩身质量评定。工反复量尺记录的繁琐、加快桩身质量评定。

【技术实现步骤摘要】
一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法


[0001]本专利技术涉及水泥土搅拌桩
，尤其涉及一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法。

技术介绍

[0002]水泥土搅拌桩的质量优劣直接关系到建筑地基基础工程施工的效果。尤其软土地基强度低、压缩性高、沉降量大且稳定性差，工程应用中常采取加固处理。由于水泥土搅拌桩具有适用土质类型广、施工工期短、成本较低的特点，受到业界的认可与广泛运用。水泥土搅拌桩作为建筑工程的基础，桩身质量的检测尤为关键，其中，钻芯取样法在水泥土搅拌桩的检测中极为流行，水泥搅拌桩桩身质量的评定大致分为三项：桩体强度、搅拌均匀性和桩身长度。在水泥搅拌桩取芯检测评定桩身完整性，取芯率的大小反映所取水泥搅拌桩芯样的柱状加块片状较原样的连续程度，并结合取芯率数值所在的验收标准范围将桩体质量评定分类为三种：I类优良桩，Ⅱ类合格桩，Ⅲ类不合格桩。
[0003]现阶段的实际工程中，搅拌桩取芯率获取方式往往通过人工用尺量取现场芯样，对长度大于7cm的各段柱状与块片状芯样，按顺序记录，并参照一定公式计算取芯率，费时费力。为寻求快速测量水泥搅拌桩芯样取芯率、减少工作劳动力的检测方法，本专利技术欲通过结合现场钻芯后获得的芯样图像，自动计算水泥土搅拌桩取芯率，从而达到节省时间、提高工程效率的效果。

技术实现思路

[0004]为解决人工测量慢、费事费力的技术问题，本专利技术提供一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法。
[0005]本专利技术采用以下技术方案实现：一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，包括如下步骤：
[0006]S1.确定装纳水泥土搅拌桩钻芯体的岩心箱尺寸大小以及施工过程中取芯进尺的任务长度；
[0007]S2.将现场搅拌桩的各段钻芯破裂体依次铺放在已知尺寸大小的岩心箱中，并以俯视视角拍摄获得平铺图像；
[0008]S3.读取所获图像，对其进行数字化处理，数字化处理包括但不限于灰度图转换、边缘性检测、孔洞填充图像、提取外围边缘；
[0009]S4.计算岩心箱的图像尺寸与实际尺寸的比例，然后利用计算机视觉测量出各段钻芯破裂体的换算长度；
[0010]S5.累加目标桩各段钻芯破裂体的换算长度，然后与上述已知取芯进尺的长度进行比值，自动求得该水泥土搅拌桩取芯率。
[0011]作为上述方案的进一步改进，S1中，岩心箱的实际尺寸大小根据工程项目中要求的钻芯孔径以及取芯进尺长度确定，需记录L
箱长
与L
进尺
，其中，L
箱长
为岩心箱长，L
进尺
为进尺总
长度。
[0012]作为上述方案的进一步改进，S2中，根据水泥土搅拌桩芯下钻顺序，顺续摆放好各破碎段钻芯体，采用俯拍视角拍摄图像，物体尺寸不易扭曲。
[0013]作为上述方案的进一步改进，数字化处理包括
[0014]将拍摄图像转换为数字图像，使其由像素点来表示；
[0015]再进行灰度处理、边缘性检测对图像进行特征提取及图像增强，去除较细纹理的干扰。
[0016]作为上述方案的进一步改进，S4中，换算图中各段钻芯破裂体长度的原理是依据给定度量单位像素比例计算公式P
r
＝目标物像素数/目标物实际长度，在参照物岩心箱实际长度与图片上岩心箱长像素已知，代入求得对应该图片的P
r*
，从而换算求得各段钻芯破裂体的长度。
[0017]作为上述方案的进一步改进，S5中，水泥土搅拌桩取芯率的计算原理公式为其中，C
r
为水泥土搅拌桩取芯率，l
i
为第i段破裂芯样换算出的实际长度，n为钻取芯样破裂芯样的总段数。
[0018]本方案还提出了一种图像获取装置以用于上述方案，所述图像获取装置与所述岩芯箱连接，图像获取装置包括转动连接在岩芯箱上的底座、与所述底座活动连接的伸缩杆、驱动伸缩杆活动的驱动机构以及安装在伸缩杆末端的图像获取模块。
[0019]作为上述方案的进一步改进，所述图像获取模块包括矩形的支撑板、安装座以及摄像机，其中，支撑板和伸缩杆的末端通过连接单元连接，支撑板上延其长度方向开设有条形孔，且所述安装座沿支撑板的长度方向与其滑动连接，摄像机可拆卸固定在安装座上，摄像机的镜头能够通过条形孔获取图像，图像获取模块还包括驱动安装座活动的位置调节单元。
[0020]作为上述方案的进一步改进，所述位置调节单元包括固定在支撑板四个拐角处的端板、平行设置的丝杆和导向杆，安装座上开设有和导向杆滑动配合的导向孔，安装座上还开设有与丝杆螺旋配合的螺纹孔，且其中一块端板上安装有驱动丝杆转动的调节电机；
[0021]所述连接单元包括两块平行设置的夹板，两块夹板的底端分别可拆卸固定在支撑板的相对两侧，两块夹板的顶端之间安装有转轴，且伸缩杆的末端开设有和转轴配合的通孔，所述连接单元还包括两个调节件，两个调节件分别固定在两块夹板的顶端，两个调节件的输出端均固定有挤压板，且伸缩杆的末端安装有凸板，其中，调节件工作驱使挤压板与凸板抵触、以使得整个图像获取模块位置固定。
[0022]作为上述方案的进一步改进，所述岩心箱顶面开设有和底座转动配合的转动槽，转动槽的底部安装有驱使底座旋转的底座电机；
[0023]所述驱动机构包括固定在底座顶面的两块侧板、连接在两块所述侧板之间的中心轴、与所述中心轴连接的驱动齿轮以及固定在侧板表面上的支撑架，支撑架内安装有与驱动齿轮啮合的主动齿轮，支撑架的外侧安装有驱使主动齿轮旋转的驱动电机，且伸缩杆的一端和中心轴固定。
[0024]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0025]1、本专利技术提出的方案利用边缘检测与形态学技术对所钻取水泥土搅拌桩的芯样
图片进行处理，并基于桩体钻孔取样的取芯率求算原理，将获取图像中已知实际尺寸的岩心箱作为参考物，以一定单位像素比例测算出岩心箱中摆放整齐各段破裂芯体的长度，再将所获各段芯样体长度累加后与该次取芯进尺的长度进行比值，自动求得该水泥土搅拌桩取芯率。本专利技术通过结合现场钻芯后获得的芯样图像，自动计算水泥土搅拌桩取芯率，能够减少人工反复量尺记录的繁琐、加快桩身质量评定。
[0026]2、本专利技术还提出了一种图像获取装置，图像获取装置与岩芯箱连接，图像获取装置包括转动连接在岩芯箱上的底座、与底座活动连接的伸缩杆、驱动伸缩杆活动的驱动机构以及安装在伸缩杆末端的图像获取模块。通过上述方案，能够在调节底座、伸缩杆的位置或长度后，使得图像获取模块能够在岩心箱上方的任意位置获取所需的俯视图像，自动化操作，更加方便。
附图说明
[0027]图1为本专利技术提出的一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法的流程图；
[0028]图2本专利技术提出的方法中水泥土搅拌桩钻芯体取芯率的测算示意图；
[0029]图3本专利技术实施例2中提出的岩心箱及图像获取装置的结构示意图；
[0030]图4本专利技术实施例2中提出的图像获取模块和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.确定装纳水泥土搅拌桩钻芯体的岩心箱尺寸大小以及施工过程中取芯进尺的任务长度；S2.将现场搅拌桩的各段钻芯破裂体依次铺放在已知尺寸大小的岩心箱中，并利用图像获取装置以俯视视角拍摄获得平铺图像；S3.读取所获图像，对其进行数字化处理，数字化处理包括但不限于灰度图转换、边缘性检测、孔洞填充图像、提取外围边缘；S4.计算岩心箱的图像尺寸与实际尺寸的比例，然后利用计算机视觉测量出各段钻芯破裂体的换算长度；S5.累加目标桩各段钻芯破裂体的换算长度，然后与上述已知取芯进尺的长度进行比值，自动求得该水泥土搅拌桩取芯率。2.如权利要求1所述的一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，其特征在于，所述S1中，岩心箱的实际尺寸大小根据工程项目中要求的钻芯孔径以及取芯进尺长度确定，需记录L
箱长
与L
进尺
，其中，L
箱长
为岩心箱长，L
进尺
为进尺总长度。3.如权利要求2所述的一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，其特征在于，所述S2中，根据水泥土搅拌桩芯下钻顺序，顺续摆放好各破碎段钻芯体，采用俯拍视角拍摄图像，物体尺寸不易扭曲。4.如权利要求3所述的一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，其特征在于，所述数字化处理包括将拍摄图像转换为数字图像，使其由像素点来表示；再进行灰度处理、边缘性检测对图像进行特征提取及图像增强，去除较细纹理的干扰。5.如权利要求4所述的一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，其特征在于，所述S4中，换算图中各段钻芯破裂体长度的原理是依据给定度量单位像素比例计算公式P
r
＝目标物像素数/目标物实际长度，在参照物岩心箱实际长度与图片上岩心箱长像素已知，代入求得对应该图片的P
r*
，从而换算求得各段钻芯破裂体的长度。6.如权利要求5所述的一种通过图像自动计算水泥土搅拌桩取芯率的方法，其特征在于，所述S5中，水泥土搅拌桩取芯率的计算原理公式为其中，C
r<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，许静华，刘广，方怡秋，夏小军，雷金松，姚华彦，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：