CN101451821A - 一种准确的裂缝宽度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种准确的裂缝宽度检测方法。其先对裂缝宽度观测仪的探头进行定位，然后分别开启裂缝观测仪一侧光源对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，再对所拍摄的照片进行处理，得到裂缝边界的清晰照片。这种方法可获取准确的裂缝边界，避免了一次拍照所导致的裂缝边界不准确问题，大大提高了裂缝宽度检测的准确性，为人们对混凝土、建筑物、设备的安全检测提供了可靠的保证。

Description

一种准确的裂缝宽度检测方法

技术领域

本发明涉及对混凝土、建筑物、设备的裂缝检测方法，确切地说是一种对裂缝进行准确检测计算的方法。

背景技术

在混凝土、桥梁、公路及一些设备的使用过程中，会由于各种原因导致建筑物出现裂缝，尤其是对于桥梁、高速公路、安全系数要求高的设备等，裂缝可能会导致重大事故的发生，必须对裂缝进行定期的观测和监控，如果裂缝超过安全范围，就必须及时处理。

通常所采用的检测仪器是裂缝宽度观测仪，目前市场上可以见到多种裂缝宽度观测仪，这些产品的主要部件基本包括了光源，显微成像镜头，微型摄像头和电子图像显示屏。这种仪器的原理是：用光源照亮含裂缝的被检测物体的表面，裂缝处没有光线时图像显示为黑色，测量黑色部分的宽度就可得到裂缝的宽度。

这类仪表在摄像头的两边各安装有一个(或以上)光源(通常采用LED灯)，分别照亮被检测物体表面裂缝的两边，为了在显示屏上清晰看清被检测物体的表面，光源需要有一定的亮度。然后进行拍照，照片或图片中的黑色部分是裂缝，测量该黑色部分的宽度就能确定裂缝的宽度。

但是在采用光源的照射过程中，离光源较远的裂缝一侧的侧壁会被一部分光照亮，使得在所拍得的平面电子图上显示出来的边界模糊不能清楚的辨别，同时在裂缝侧壁上突出的部分在平面电子图上也被显示出来，会导致误认为是物体表面。这种测量方式使得在图像中黑色部分的宽度小于裂缝的实际宽度，并不能准确地测量到裂缝的真实宽度。而随着裂缝宽度的增加，对应不同表面反射率的物体，这种影响也变大，尤其对于反射率高的物体影响更大，观测结果误差更大，这对于控制建筑物的安全，是个非常致命的影响。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种能准确测量裂缝宽度的方法。该方法能够准确确定裂缝两侧的边界，使得计算结果能够准确反应裂缝的实际宽度，为人们进行裂缝监控提供了可靠的依据。

本发明的另一个目的在于提供一种简便的裂缝宽度检测方法，该方法通过多步照明裂缝，准确地显示裂缝边界，从而达到准确测量计算裂缝的效果。

本发明的思路是：当裂缝宽度观测仪的两个光源只有一边光源发光时，在图像中距离光源近的那一侧裂缝边界清晰而真实，而另一侧由于光线照亮了侧壁，边界模糊，边界的位置不能准确确定；先确定一侧的裂缝边界，再确定另外一侧的裂缝边界，结合在一起，就能够确定裂缝的准确宽度。

因此，本发明的实现包括如下步骤：

1、对裂缝宽度观测仪的探头进行定位，

2、开启一侧光源对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，确定距离光源近一侧的裂缝的边界；

3、再开启另一侧的光源，对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，确定裂缝的另一侧边界；

4、对所拍摄的两个照片进行处理，得到裂缝的实际边界清晰的照片。

从上述的照片中可以清楚地分辨裂缝的边界，根据照片中的裂缝边界可通过计算、或者是刻度测量，都可以得到裂缝的宽度，这种方法消除了光源照明对裂缝边界的不良影响，最大限度避免了裂缝侧壁的表面反射造成的测量结果偏小的问题，能够准确反应裂缝的实际宽度。

因为需要进行两次拍照，所以首先需要对裂缝宽度观测仪探头进行定位，定位可采用手持裂缝宽度观测仪探头不动进行拍照，也可在裂缝宽度观测仪探头上设置其它的固定机构。

一种可行的方式，是将裂缝宽度观测仪探头前部改为面状的接触面，可增加与所检测物体的接触面积，通过摩擦力的增大，避免无意的抖动。

同时也可在上述的接触面设置塑胶或者橡胶垫圈，来进一步提高固定效果。

定位的方式是多种多样的，也可以采取如锁紧等其它的方式。

所述的第2步拍照和第3步拍照的时间间隔尽量缩小，在第2步拍照结束后，应立即关闭其所使用的光源，同时开启另外一侧的光源，进行第3步的拍照。

由于对裂缝宽度观测仪探头进行了定位，所拍摄的照片是基于同一位置拍摄的，所以照片中所显示裂缝的坐标是一致的，用左侧的光源照明时所拍摄的照片提取裂缝的左侧边界，用右侧的光源照明时所拍摄的照片提取裂缝的右侧边界，利用数字图像处理技术将两侧边界进行合成形成裂缝准确边界图，通过测量裂缝边界的实际间距，就可以得到裂缝的准确大小。

对于所拍摄的裂缝实际边界的照片，也可以对照片中的裂缝进行局部分割，分割掉不准确的裂缝边界，只保留准确的裂缝边界，分割后的照片，再进行拼接，拼接后的两个裂缝边界就是裂缝的实际边界。

对于照片的分割方法，可以采用沿着裂缝中间线进行分割，也可以只针对裂缝不准确的部分进行分割，后一张照片的分割线须和上一张照片的分割线一致。

对于照明的光源，通常情况下在裂缝或者探头的两侧设置两个照明灯，但是考虑到光线的发散效果影响，尽量采取在裂缝的两侧并排设置一个以上的照明灯，以能够使光线具有平行照明的效果，同时还可以降低照明光源亮度的要求，避免强烈光线带来的照片失真。

为了实现更准确地获取所拍摄的照片，或者是针对不同裂缝的情况进行拍照，上述的第2和第3步可进行一次以上的重复。

本发明采用多次拍照、选择准确的裂缝边界的方法，将不准确的裂缝边界抛弃，而只选准确的裂缝边界，可避免了一次拍照所导致的裂缝边界不准确的问题，大大提高了裂缝检测的准确率，为人们对混凝土、建筑物、设备的安全检测提供了可靠的保证。

附图说明

图1为本发明所实施第一次拍照的照片示意图，

图2为本发明所实施第二次拍照的照片示意图，

图3为现有方法测量裂缝的裂缝显示图，

图4为采用本方法进行第一次拍照的裂缝显示图，

图5为采用本方法进行第二次拍照的裂缝显示图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施。

图1和图2是假设对边缘整齐的混凝土裂缝进行拍照的示意图。

固定好裂缝宽度观测仪探头后，开启左侧光源(通常采用LED灯)，从左侧发光照明含裂缝的被检测物体表面，进行第一次拍照。由于混凝土的裂缝侧壁具有不同的成分，各个成分对光线的折射率不同，导致的反射结果如图1所示，在远离光源的裂缝边界上，各个点均有不同成度的误差；

然后关闭第一次拍照所采用的光源，同时开启另外一侧的光源，从右侧进行照明，进行第二次拍照。同样，混凝土的裂缝侧壁具有不同的成分，各个成分对光线的反射率不同，导致的反射结果如图2所示，在远离光源的裂缝边界上，各个点均有不同成度的误差；

这样，对含裂缝的被检测物体表面进行两次电子拍照(两次成像)，每次拍照时只让一侧光源发光，得到两张图片。其中一幅图按图中黑色部分的中间线分割图片，另一幅图按上幅图的中间线分割图片，然后将反应真实边界的分割图拼接，就得到了真实的裂缝宽度图。

其具体的应用效果，如图3、图4和图5所示。

图3是针对混凝土采用现有方法进行拍照的裂缝宽度图，从此图中，可以计算出：裂缝的最大宽度是0.861mm，平均宽度是0.785mm。

为了对比上述的结果，采用本发明进行两次拍照，

首先固定好裂缝宽度观测仪的探头，使其在拍照过程中不会发生位移；

然后从左侧照明进行第一次拍照，所拍得的图如图4所示，

再从右侧照明进行第二次拍照，所得到的图如图5所示，

单纯对比图中裂缝的边界线，就可以看出，图4和图5中的裂缝宽度均大于图3所显示的裂缝宽度，同时图3中的裂缝边界线有些点是在图4或图5的线内表现出来的，所以图3所显示的裂缝边界是不准确的；

再根据图4和图5拍得的裂缝边界进行合成，所得到的计算结果为：最大宽度1.037mm，平均宽度0.967mm，这与图3所显示结果有很大的区别，说明图3所采用方法具有的误差很大，而对于很多混凝土、建筑物、设备，这种误差是不允许的。

Claims (8)

1、一种准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)对裂缝宽度观测仪的探头进行定位；

2)开启一侧光源对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，确定距离光源近一侧的裂缝边界；

3)再开启另一侧的光源，对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，确定裂缝的另一侧边界；

4)对所拍摄的两个照片进行处理，得到裂缝实际边界的照片。

2、如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于将裂缝宽度观测仪探头前部改为面状的接触面，进行裂缝宽度观测仪的定位。

3、如权利要求2所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于上述的接触面设置有塑胶或者橡胶垫圈。

4、如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于所述的第2)步拍照和第3)步拍照的时间间隔尽量缩小，在第2)步拍照结束后，应立即关闭其所使用的光源，同时开启另外一侧的光源，进行第3)步的拍照。

5、如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于对于所拍摄的裂缝实际边界照片，进行局部分割，去掉不准确的裂缝边界，只保留准确的裂缝边界；对分割后的照片，再进行拼接，拼接后的裂缝边界就是实际的边界。

6、如权利要求5所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于对于照片的分割方法，可以采用沿着裂缝中间线进行分割，也可以只针对裂缝不准确的部分进行分割，后一张照片的分割线须和上一张照片的分割线一致。

7、如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于对于照明的光源，裂缝的两侧并排设置一个以上的照明灯。

8、如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于第2)和第3)步可进行一次以上的重复。

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