CN106940888B - 一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高空结构物外观检测的技术领域，公开了一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置，包括嵌套在无人机的着陆架上的多个夹具，多个所述夹具对称地均匀设置在无人机两侧的着陆架上，所述夹具用于固定带有标定片的基本杆，所述标定片垂直设置于基本杆的一端，用于对高空结构物的外观尺寸做标定，所述辅助装置设置在无人机内部的部分和裸露在无人机外部的部分的质量相等。本发明的辅助装置的各部分均匀对称地分布在无人机两侧，不会对无人机飞行的稳定性造成影响，保证图像采集和标定工作的顺利实施，还具有使用成本低，方便推广应用等优点，具有显著性的市场应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及高空结构物外观检测的技术领域，具体涉及一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置。
背景技术
在土木工程中，混凝土结构会因为各种原因产生裂缝，影响其使用、耐久性乃至安全。准确掌握混凝土构件的形态、长度、宽度等，在正确判断混凝土构件的状态并提出科学合理的处理方案中起着至关重要的作用，因此，在结构施工后期的维护工作中对裂隙的检测工作不容忽视。传统人工表面检测的测量方式虽有方法直接、可控性较强等优点，但也有其缺点：工作量大、受环境制约明显，对于结构物外观尤其是高处建筑和高架桥梁等结构物外观的检测，尤为耗费人力、物力、财力，且安全系数较低。而采用无人飞行技术虽可以简便快捷地采集到结构物外观图像，却很难做出像素尺寸标定，得不出图像中结构物外观的实际尺寸。
综上可以看出，为了解决上述问题，有必要开发一套基于无人机的高空结构物外观检测的图像像素标定辅助装置。
发明内容
本发明提供了一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置，解决了现有高空结构物外观检测工作量大、安全系数较低以及利用无人机技术很难做出像素尺寸标定，得不出图像中结构物外观的实际尺寸等问题。
本发明可通过以下技术方案实现：
一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置，包括嵌套在无人机的着陆架上的多个夹具，多个所述夹具对称地均匀设置在无人机两侧的着陆架上，所述夹具用于固定带有标定片的基本杆，所述标定片垂直设置于基本杆的一端，用于对高空结构物的外观尺寸做标定，所述辅助装置设置在着陆架外部的部分的质量小于在着陆架内部的部分的质量。
进一步，所述夹具外侧设置有两个平行的固定板，所述固定板一端设置在夹具上，另一端裸露在夹具外侧且设置有通孔，两个固定板的通孔的圆心位于同一直线上，所述通孔内径和基本杆外径采用过盈配合，所述基本杆的没有标定片的一端穿过通孔设置在夹具上。
进一步，在所述夹具外侧的两个平行的固定板之间设置有卡环，所述卡槽呈开口状，所述开口的两侧设置有耳朵，所述耳朵上设有螺纹孔，所述卡环的内径和基本杆的外径相同，所述基本杆的没有标定片的一端穿过通孔和卡环，螺栓穿过卡环上的螺纹孔与螺母配合用于调整开口的大小，进而锁定基本杆。
进一步，所述夹具呈开口状，开口的两侧设置有耳朵，所述耳朵上均匀开设有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔与螺母配合用于调整开口的大小，所述夹具的内侧设置有海绵。
进一步，所述基本杆的一端垂直设置有挡片，所述挡片上贴有橡胶垫片，所述橡胶垫片上贴有标定片，所述标定片上涂有胶水。
进一步，所述标定片和橡胶垫片之间的粘合力远小于标定片与高空结构物之间的粘合力。
进一步，所述标定片采用透明塑料制成，表面标有网格刻度，每个网格尺寸为1毫米*1毫米，所述标定片的尺寸为2厘米*2厘米。
进一步，所述辅助装置的部件除了标定片和橡胶垫片，均采用铝制品，所述基本杆采用空心圆管，长度小于等于1米。
一种基于上文所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，包括以下步骤：
步骤一、将所述辅助装置安装在无人机的着陆架上，并利用无人机将所述标定片粘贴到待测试的高空结构物的表面；
步骤二、利用如下方程式，计算采集图片上的像素与实际尺寸的换算系数x；
x＝a/b
其中，a表示所述标定片的实际尺寸值a，b表示与所述标定片对应的图片上的像素尺寸值，x的单位为mm/pixel；
步骤三、根据换算系数x计算高空结构物所需测量的实际尺寸。
本发明有益的技术效果在于：
1)本发明的辅助装置的各部分组成材质轻便，且均匀对称地分布在无人机两侧，不会对无人机飞行的稳定性造成影响，保证图像采集和标定工作的顺利实施。
2)本发明满足结构物外观尤其是高处建筑和高架桥等结构物外观检测灵活、简便、省时高效的要求，还具有使用成本低，方便推广应用等优点，具有显著性的市场应用价值。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的图1中标志A所示的放大示意图；
其中，1-着陆架，2-基本杆，3-挡片，4-橡胶垫片，5-标定片，6-卡环，7-固定板，8-夹具，9-螺纹孔，10-海绵，11-云台相机。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供了一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置，包括嵌套在无人机的着陆架上的四个夹具8，这四个夹具8对称地均匀设置在无人机两侧的着陆架1的转角上，该夹具8用于固定带有标定片5的基本杆2，该标定片5垂直设置于基本杆的一端，用于对高空结构物的外观尺寸做标定。
该夹具8呈L型结构，在L型结构的长边外侧设置有两个平行的固定板7，固定板7一端设置在夹具8上，另一端裸露在夹具8外侧且设置有通孔，两个固定板7的通孔的圆心位于同一直线上，该通孔内径和基本杆外径采用过盈配合，在夹具8外侧的两个平行的固定板7之间设置有卡环6，该卡环6呈开口状，开口的两侧设置有耳朵，耳朵上设有螺纹孔，卡环6的内径和基本杆2的外径相同，基本杆2的没有标定片5的一端穿过通孔和卡环6，螺栓穿过卡环6上的螺纹孔与螺母配合用于调整开口的大小，进而锁定基本杆。这样可以双重保障无人机在向高空结构物贴标定片5时，基本杆2不移动。
该夹具8也呈开口状，开口的两侧设置有耳朵，在耳朵上均匀开设有螺纹孔9，螺栓穿过螺纹孔9与螺母配合用于调整开口的大小，夹具的内侧设置有海绵10。这样，通过螺栓9与海绵10调节夹具与无人机的着陆架1的接触紧实度，适应于不同尺寸的无人机的着陆架，并通过调节海绵10保护着陆架1。
该基本杆2的一端垂直设置有挡片3，挡片3上用强力胶贴有橡胶垫片4，橡胶垫片4上贴有标定片5，标定片5采用透明塑料制成，一面光滑，与橡胶垫片粘在一起，另一面带有适用于结构物外观粘结的无色透明胶水，这样橡胶垫片4和标定片5之间的粘合力远小于标定片5与高空结构物之间的粘合力。橡胶垫片4带有一定弹性，能在利用无人机对结构物外观粘贴标定片5的时候起缓冲作用，避免对辅助装置和无人机的破坏，同时保证标定片5能顺利的粘贴在高空结构物上。
辅助装置的部件除了标定片5和橡胶垫片4，均采用铝制品，基本杆2采用空心圆管，长度小于等于1米，标定片5表面标有网格刻度，每个网格尺寸为1毫米*1毫米，标定片5的尺寸为2厘米*2厘米。
该辅助装置设置在着陆架外部的部分的质量小于在着陆架内部的部分的质量，总质量不足400g，远小于一般无人机的承载能力，根据结构物质心定理和杠杆原理，该种设置可保证无人机飞行时的平稳性。
本发明还提供了一种用于高空结构物的图像像素标定的方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述的辅助装置安装完后，启动无人机并飞至高空结构物外观待检区，到达指定位置后，通过观察云台相机传输回来的图像信息，控制无人机慢慢向结构物靠近，在标定片5接触结构物外观时，轻给无人机油门，使标定片5能充分与结构物外观接触，保证粘贴效果。
步骤二、标定片5粘贴完成后，通过云台相机对含标定片5的区域采集图片，拍摄结束后，返回无人机，通过采集到图片中的标定片的实际尺寸值a mm与其像素尺寸值b pixel进行比对，即可得到该张图片上的像素与实际尺寸的换算系数x：
x＝a/b
x的单位为mm/pixel。
步骤三、根据换算系数x计算高空结构物所需测量的实际尺寸。
本发明的辅助装置的各部分组成材质轻便，且均匀对称地分布在无人机两侧，不会对无人机飞行的稳定性造成影响，保证图像采集和标定工作的顺利实施。
另外，满足结构物外观尤其是高处建筑和高架桥等结构物外观检测灵活、简便、省时高效的要求，还具有使用成本低，方便推广应用等优点，具有显著性的市场应用价值。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (8)
1.一种用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将辅助装置安装在无人机的着陆架上，并利用无人机将标定片粘贴到待测试的高空结构物的表面；
所述辅助装置包括嵌套在无人机的着陆架上的多个夹具，多个所述夹具对称地均匀设置在无人机两侧的着陆架上，所述夹具用于固定带有标定片的基本杆，所述标定片垂直设置于基本杆的一端，用于对高空结构物的外观尺寸做标定，所述辅助装置设置在着陆架外部的部分的质量小于在着陆架内部的部分的质量，
步骤二、利用如下方程式，计算采集图片上的像素与实际尺寸的换算系数x；
x＝a/b
其中，a表示所述标定片的实际尺寸值a，b表示与所述标定片对应的图片上的像素尺寸值，x的单位为mm/pixel；
步骤三、根据换算系数x计算高空结构物所需测量的实际尺寸。
2.根据权利要求1所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于：所述夹具外侧设置有两个平行的固定板，所述固定板一端设置在夹具上，另一端裸露在夹具外侧且设置有通孔，两个固定板的通孔的圆心位于同一直线上，所述通孔内径和基本杆外径采用过盈配合，所述基本杆的没有标定片的一端穿过通孔设置在夹具上。
3.根据权利要求2所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于：在所述夹具外侧的两个平行的固定板之间设置有卡环，卡槽呈开口状，所述开口的两侧设置有耳朵，所述耳朵上设有螺纹孔，所述卡环的内径和基本杆的外径相同，所述基本杆的没有标定片的一端穿过通孔和卡环，螺栓穿过卡环上的螺纹孔与螺母配合用于调整开口的大小，进而锁定基本杆。
4.根据权利要求1所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于：所述夹具呈开口状，开口的两侧设置有耳朵，所述耳朵上均匀开设有螺纹孔，螺栓穿过夹具上的螺纹孔与螺母配合用于调整开口的大小，所述夹具的内侧设置有海绵。
5.根据权利要求1所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于：所述基本杆的一端垂直设置有挡片，所述挡片上贴有橡胶垫片，所述橡胶垫片上贴有标定片，所述标定片上涂有胶水。
6.根据权利要求5所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于：所述标定片和橡胶垫片之间的粘合力远小于标定片与高空结构物之间的粘合力。
7.根据权利要求5所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于：所述标定片采用透明塑料制成，表面标有网格刻度，每个网格尺寸为1毫米*1毫米，所述标定片的尺寸为2厘米*2厘米。
8.根据权利要求1-7之一所述的用于高空结构物的图像像素标定的辅助装置的标定方法，其特征在于：所述辅助装置的部件除了标定片和橡胶垫片，均采用铝制品，所述基本杆采用空心圆管，长度小于等于1米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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