建筑构件形变的双目结构光检测方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种建筑构件形变的双目结构光检测方法、系统、设备及介质，该方法包括：对建筑构件待检测区域形变检测所需的结构光信息进行编码并传输编码后的结构光信息，基于编码后的结构光信息对采集的输入图像进行三维重建，得到三维点云数据序列；对三维点云数据序列的前序数据和后序数据依次进行特征点匹配，得到位移场；基于位移场计算得到应变场；对位移场以及应变场进行可视化处理，得到位移场矢量图以及应变场矢量图。本发明专利技术通过非接触式双目结构光检测方法，无需对建筑构件表面进行接触式检测，经过三维重建、特征点匹配、位移场和应变场的计算以及可视化处理得到位移场矢量图以及应变场矢量图，降低了计算复杂度，提高了形变检测效率。提高了形变检测效率。提高了形变检测效率。

【技术实现步骤摘要】
建筑构件形变的双目结构光检测方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及建筑构件形变检测
，特别涉及一种建筑构件形变的双目结构光检测方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]建筑构件在受到外力或温度荷载等的作用时，会产生拉伸、压缩、剪切、扭转及弯曲等形变。建筑构件形变的产生，不仅会影响建筑构件或建筑构件所在结构的正常使用，造成使用者心理上的不安全感，当形变发展到一定程度时，将对建筑构件或建筑构件所在结构的安全性造成影响。因此，为保证建筑构件正常且安全地使用，对其进行形变检测是十分必要的。
[0003]目前，建筑构件形变检测主要采用以下两种方法：一种是利用位移计、电阻应变片等设备的接触式检测方法，另一种是基于二维数字图像相关法(Two
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dimensional Digital Image Correlation，2D
‑
DIC)或三维数字图像相关法(Three
‑
dimensional Digital Image Correlation，3D
‑
DIC)的非接触式检测方法。但是这两种方法都有各自的局限性：利用位移计、电阻应变片等设备的接触式检测方法需要布设多个测点，尽管如此，离散式布点仍无法捕捉建筑构件完整的形变信息；其次，当物体产生较大的形变时，电阻应变片等接触式设备会出现脱落的情况。2D
‑
DIC利用单目相机进行数据采集，仅能用于平面物体表面的面内形变检测，存在一定的局限性；3D
‑
DIC利用双目相机进行数据采集，虽然可以进行被测物的面内和面外的形变检测，但是其立体匹配有赖于被测物表面的特征信息，为实现较高的匹配精度，其计算复杂度较高，计算量较大；此外，基于2D
‑
DIC和3D
‑
DIC的检测方法，其测量精度与系统中的硬件如相机、镜头等的性能强相关，因此该类型的检测方法并不能满足日益复杂的建筑构件形变检测需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中检测建筑构件形变的方法存在计算复杂度高、计算量大的缺陷，提供一种建筑构件形变的双目结构光检测方法、系统、设备及介质。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种建筑构件形变的双目结构光检测方法，所述双目结构光检测方法包括：
[0007]对建筑构件待检测区域形变检测所需的结构光信息进行编码，并传输编码后的结构光信息；
[0008]采集建筑构件待检测区域的输入图像；
[0009]基于所述编码后的结构光信息对所述输入图像进行三维重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列；
[0010]对所述三维点云数据序列的前序数据和后序数据依次进行特征点匹配，以得到所
述建筑构件待检测区域形变过程的位移场；
[0011]基于所述位移场计算得到所述建筑构件待检测区域形变过程的应变场；
[0012]对所述位移场以及所述应变场进行可视化处理，以得到位移场矢量图以及应变场矢量图。
[0013]较佳地，所述采集建筑构件待检测区域的输入图像的步骤之前，所述双目结构光检测方法还包括：
[0014]调节第一相机与第二相机之间的夹角以及基线距离，以得到调节后的夹角以及调节后的基线距离；
[0015]所述基于所述编码后的结构光信息对所述输入图像进行三维重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列的步骤包括：
[0016]基于所述编码后的结构光信息、所述调节后的夹角以及所述调节后的基线距离对所述输入图像进行三维重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列。
[0017]较佳地，所述对所述位移场以及所述应变场进行可视化处理，以得到位移场矢量图以及应变场矢量图的步骤之前，所述双目结构光检测方法还包括：
[0018]存储并传输所述位移场以及所述应变场。
[0019]较佳地，所述采集建筑构件待检测区域的输入图像的步骤包括：
[0020]设置结构光投射器的亮度、所述第一相机和所述第二相机的曝光时间以及发出触发信号的时间间隔；
[0021]按照所述发出触发信号的时间间隔向所述结构光投射器或所述第一相机或所述第二相机发出所述触发信号；
[0022]根据所述触发信号控制结构光投射器向所述建筑构件待检测区域投射编码后的结构光信息，并控制所述第一相机和所述第二相机分别采集所述建筑构件待检测区域的输入图像；
[0023]和/或，
[0024]所述对所述三维点云数据序列的前序数据和后序数据依次进行特征点匹配，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的位移场的步骤包括：
[0025]将所述三维点云数据序列投影为二维灰度图像序列；
[0026]划分所述二维灰度图像序列中的前序图像的感兴趣区域；
[0027]基于所述前序图像的感兴趣区域构建前序图像兴趣点集；
[0028]构建所述前序图像兴趣点集中每一兴趣点对应的后序图像候选点集；
[0029]对所述前序图像兴趣点集与所述后序图像候选点集进行特征点匹配，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的位移场。
[0030]本专利技术第二方面提供了一种建筑构件形变的双目结构光检测系统，所述双目结构光检测系统包括图像采集模块、三维重建模块、特征点匹配模块、计算模块和可视化模块；
[0031]所述图像采集模块用于对建筑构件待检测区域形变检测所需的结构光信息进行编码，并传输编码后的结构光信息；
[0032]所述图像采集模块用于采集建筑构件待检测区域的输入图像；
[0033]所述三维重建模块用于基于所述编码后的结构光信息对所述输入图像进行三维
重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列；
[0034]所述特征点匹配模块用于对所述三维点云数据序列的前序数据和后序数据依次进行特征点匹配，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的位移场；
[0035]所述计算模块用于基于所述位移场计算得到所述建筑构件待检测区域形变过程的应变场；
[0036]所述可视化模块用于对所述位移场以及所述应变场进行可视化处理，以得到位移场矢量图以及应变场矢量图。
[0037]较佳地，所述图像采集模块包括第一相机、第二相机、设备支撑装置以及核心处理器；
[0038]所述核心处理器用于通过所述设备支撑装置调节所述第一相机与所述第二相机之间的夹角以及基线距离，以得到调节后的夹角以及调节后的基线距离；
[0039]所述三维重建模块用于基于所述编码后的结构光信息、所述调节后的夹角以及所述调节后的基线距离对所述输入图像进行三维重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列。
[0040]较佳地，所述双目结构光检测系统还包括数据转储模块；
[0041]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑构件形变的双目结构光检测方法，其特征在于，所述双目结构光检测方法包括：对建筑构件待检测区域形变检测所需的结构光信息进行编码，并传输编码后的结构光信息；采集建筑构件待检测区域的输入图像；基于所述编码后的结构光信息对所述输入图像进行三维重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列；对所述三维点云数据序列的前序数据和后序数据依次进行特征点匹配，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的位移场；基于所述位移场计算得到所述建筑构件待检测区域形变过程的应变场；对所述位移场以及所述应变场进行可视化处理，以得到位移场矢量图以及应变场矢量图。2.如权利要求1所述的建筑构件形变的双目结构光检测方法，其特征在于，所述采集建筑构件待检测区域的输入图像的步骤之前，所述双目结构光检测方法还包括：调节第一相机与第二相机之间的夹角以及基线距离，以得到调节后的夹角以及调节后的基线距离；所述基于所述编码后的结构光信息对所述输入图像进行三维重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列的步骤包括：基于所述编码后的结构光信息、所述调节后的夹角以及所述调节后的基线距离对所述输入图像进行三维重建，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的三维点云数据序列。3.如权利要求1所述的建筑构件形变的双目结构光检测方法，其特征在于，所述对所述位移场以及所述应变场进行可视化处理，以得到位移场矢量图以及应变场矢量图的步骤之前，所述双目结构光检测方法还包括：存储并传输所述位移场以及所述应变场。4.如权利要求2所述的建筑构件形变的双目结构光检测方法，其特征在于，所述采集建筑构件待检测区域的输入图像的步骤包括：设置结构光投射器的亮度、所述第一相机和所述第二相机的曝光时间以及发出触发信号的时间间隔；按照所述发出触发信号的时间间隔向所述结构光投射器或所述第一相机或所述第二相机发出所述触发信号；根据所述触发信号控制结构光投射器向所述建筑构件待检测区域投射编码后的结构光信息，并控制所述第一相机和所述第二相机分别采集所述建筑构件待检测区域的输入图像；和/或，所述对所述三维点云数据序列的前序数据和后序数据依次进行特征点匹配，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的位移场的步骤包括：将所述三维点云数据序列投影为二维灰度图像序列；划分所述二维灰度图像序列中的前序图像的感兴趣区域；基于所述前序图像的感兴趣区域构建前序图像兴趣点集；
构建所述前序图像兴趣点集中每一兴趣点对应的后序图像候选点集；对所述前序图像兴趣点集与所述后序图像候选点集进行特征点匹配，以得到所述建筑构件待检测区域形变过程的位移场。5.一种建筑构件形变的双目结构光检测系统，其特征在于，所述双目结构光检测系统包括图像采集模块、三维重建模块、特征点匹配模块、计算模块和可视化模块；所述图像采集模块用于对建筑构件待检测区域形变检测所需的结构光信息进行编码，并传输编码后的结构光信息；所述图像采集模块用于采集建筑构件待检测区域的输入图像；所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春，张景，范占永，赵爽，吴杭彬，黄炜，廖明顺，
申请(专利权)人：苏州工业园区测绘地理信息有限公司，
类型：发明
国别省市：