CN107167082A - 一种墙面裂缝检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种墙面裂缝检测器，包括：图像采集装置，包括一摄像头，用于采集图像信息；若干测距装置，所述测距装置与所述摄像头的朝向相同设置且围绕所述摄像头均匀分布，所述测距装置用于检测其前向距离并生成对应的距离电压；深度比较电路，所述深度比较电路包括找平单元，所述找平单元耦接于所有测距装置并根据所述距离电压的值输出一基准电压，所述基准电压反映所述图像采集装置至墙面的垂直距离；差分单元，耦接所有测距装置并用于求取每一所述距离电压与所述基准电压的差值得到对应的差值电压；输出单元，用于输出所述差值电压。而通过测距装置以及深度比较电路，就可以得到裂缝的深度，省去的人为检测，较为简单便利。
Description
技术领域
本发明涉及危房检测技术领域，具体是涉及一种墙面裂缝检测器。
背景技术
危房，即危险房屋。危险房屋是指，“结构已严重损坏或承重构件已属危险构件，随时有可能丧失结构稳定和承载能力，不能保证居住和使用安全的房屋。”而目前地质、时限、房屋结构等因素，都会成为危房坍塌的诱因，而墙面裂缝的宽度、深度，都是专家进行分析危房危险等级时一个重要的考量标准，而目前由于检测方式较为单一，更多通过人为测量，容易对检测的精确度产生误判，造成安全隐患。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种墙面裂缝检测器，代替人为检测的方式，提高检测的精度以及保证检测效果，实现对墙面裂缝的深度采集的效果。
具体技术方案如下：
一种墙面裂缝检测器，包括：
-图像采集装置，包括一摄像头，用于采集图像信息；
-若干测距装置，所述测距装置与所述摄像头的朝向相同设置且围绕所述摄像头均匀分布，所述测距装置用于检测其前向距离并生成对应的距离电压；
-深度比较电路，所述深度比较电路包括
找平单元，所述找平单元耦接于所有测距装置并根据所述距离电压的值输出一基准电压，所述基准电压反映所述图像采集装置至墙面的垂直距离；
差分单元，耦接所有测距装置并用于求取每一所述距离电压与所述基准电压的差值得到对应的差值电压；
输出单元，用于输出所述差值电压。
进一步地，所述测距装置设置为红外测距传感器。
进一步地，所述测距装置至少设置为10个。
进一步地，所述图像采集装置连接于一处理模块，所述处理模块用于解析所述图像信息，所述处理模块设置有轮廓提取算法用于提取所述图像信息中的裂缝轮廓以形成裂缝轮廓信息，所述处理模块输出所述裂缝轮廓信息。
进一步地，所述处理模块配置有参数提取算法，所述参数提取算法根据所述裂缝轮廓信息，以形成裂缝最大长度信息以及裂缝最大宽度信息。
进一步地，所述处理模块还配置有深度提取算法，所述深度提取算法用于根据亮度值的不同输出每一特征点的深度值以形成第一深度信息。
进一步地，所述输出端元和所述处理模块连接于一处理端，所述处理端接收所述第一深度信息和作为第二深度信息的差值电压以形成反映裂缝深度的第三深度信息。
进一步地，还包括无线模块，所述无线模块用于接收或上传数据。
进一步地，所述找平单元包括若干找平模块、开关元件以及均值模块，每一找平模块包括有差分放大器和比较器，所述比较器配置有阈值电压，所述差分放大器的两个输入端分别连接两个所述测距装置的输出端，当两个所述距离电压的差值小于所述阈值电压时，所述比较器输出驱动信号以控制对应的开关元件导通，以使对应的两个测距装置接入所述均值模块，所述均值模块对其所接收的距离电压求平均值以得到所述的基准电压。
进一步地，所述差分单元包括若干差分放大器，每一差分放大器的一端耦接找平单元的输出端，另一端分别耦接一测距单元。
上述技术方案的积极效果是：
上述的墙面裂缝检测器，通过摄像头可以采集信息，这样一来就可以进行远程分析，只用将图像信息进行处理就可以得到裂缝的宽度和裂缝的面积，而通过测距装置以及深度比较电路，就可以得到裂缝的深度，省去的人为检测，较为简单便利。
附图说明
图1为本发明的一种墙面裂缝检测器的电路原理图；
图2为本发明的一种墙面裂缝检测器的结构示意图；
图3为本发明的一种墙面裂缝检测器的深度比较电路原理图；
图4为本发明的一种墙面裂缝检测器的找平单元原理图一；
图5为本发明的一种墙面裂缝检测器的找平单元原理图二；
图6为本发明的一种墙面裂缝检测器的差分单元原理图。
附图中：100、深度比较电路；110、图像采集装置；120、测距传感器；130、找平单元；131、差分模块；132、开关元件；133、均值模块；140、差分单元；150、输出单元；211、震动传感器；221、震动比较单元；311、温度传感器；321、温度比较单元；411、湿度传感器；421、湿度比较单元；511、可燃气体传感器；521、可燃气体比较单元；600、无线模块。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图6对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。
一种墙面裂缝检测器，包括：
-图像采集装置110，包括一摄像头，用于采集图像信息；
-若干测距装置，所述测距装置与所述摄像头的朝向相同设置且围绕所述摄像头均匀分布，所述测距装置用于检测其前向距离并生成对应的距离电压；所述测距装置设置为红外测距传感器120。所述测距装置至少设置为10个。
-深度比较电路100，所述深度比较电路100包括
找平单元130，所述找平单元130耦接于所有测距装置并根据所述距离电压的值输出一基准电压，所述基准电压反映所述图像采集装置110至墙面的垂直距离；所述找平单元130包括若干找平模块、开关元件132以及均值模块133，每一找平模块包括有差分放大器和比较器，所述比较器配置有阈值电压，所述差分放大器的两个输入端分别连接两个所述测距装置的输出端，当两个所述距离电压的差值小于所述阈值电压时，所述比较器输出驱动信号以控制对应的开关元件132导通，以使对应的两个测距装置接入所述均值模块133，所述均值模块133对其所接收的距离电压求平均值以得到所述的基准电压。如图4所示，首先找平模块以及开关元件132的控制原理如下：测量时需要使用者将摄像头尽可能与被测墙面平行，此时由于墙面内部存在裂缝，所以有少数个测距装置采样得到的距离电压与其他的测距装置不同，多数个测距装置会采集到墙面与摄像头之间的距离，这样一来，首先先确定基准电压，这样才能得到裂缝的深度，而基准电压的确定，首先通过差分放大器实现，差分放大器对测距装置两两进行差分运算，然后通过比较器比较，比较器预设的阈值电压较小，这样一来，差值较大的距离电压就会被排除，也就是正对裂缝的距离电压被筛选剔除，剩余正对墙面的基准电压值，然后对这些值求平均数，就可以得到最后的结果，即基准电压，求电压平均值的电路较为常见，不做赘述，通过均值模块133实现；如图4和图5所示，例如对第i和第j个测距装置进行差分，得到i和j的差值若小于阈值电压，则对应的两个开关元件132导通，向均值模块133输入对应的距离电压，得到最后的基准电压；
差分单元140，耦接所有测距装置并用于求取每一所述距离电压与所述基准电压的差值得到对应的差值电压；所述差分单元140包括若干差分放大器，每一差分放大器的一端耦接找平单元130的输出端，另一端分别耦接一测距单元，差分单元140则一端耦接得到的基准电压，另一端接任意的测距装置，就可以得到对应的测距值。
输出单元150，用于输出所述差值电压，可以通过数字量输出，也可以通过模拟量输出，在此不做赘述。
还包括无线模块600，无线模块600的设置目的在于减少线路，保证数据传输较快，所有的数据都可以通过无线模块600发送或接收。
还包括震动传感器211，所述震动传感器211用于检测墙面的震动并输出对应的第二采样电压，所述震动传感器211耦接于一震动比较单元221，所述震动比较单元221配置有震动阈值电压范围，当所述第二采样电压超过所述震动阈值电压范围时，输出震动告警信号，震动传感器211的设置，为一种较为常见的检测电路，这样设置，就可以保证震动产生时，能够及时发现避难，还包括温度传感器311，所述温度传感器311用于检测温度并输出对应的第三采样电压，所述温度传感器311耦接于一温度比较单元321，所述温度比较单元321配置有温度阈值电压范围，当所述第三采样电压超过所述温度阈值电压范围时，输出温度告警信号。还包括湿度传感器411，所述湿度传感器411用于检测湿度并输出对应的第四采样电压，所述湿度传感器411耦接于一湿度比较单元421，所述湿度比较单元421配置有湿度阈值电压范围，当所述第四采样电压超过所述湿度阈值电压范围时，输出湿度告警信号。由于屋内温度、湿度等情况都会对专家的判断产生影响，所以设置温度、湿度传感器411，就可以同时监控温度湿度、起到一定的检测反馈效果，保证数据的全面性，提高分析的准确性，同时一旦温度、湿度超过阈值，则立即告警，给居住人员同样带来一定的便利。
还包括可燃气体传感器511，所述可燃气体传感器511用于检测可燃气体含量并输出对应的第五采样电压，所述可燃气体传感器511还耦接于一可燃气体比较单元521，所述可燃气体比较单元521配置有气体含量阈值电压范围，当所述第五采样电压超出所述气体含量阈值电压范围时，输出可燃气体异常告警信号。通过可燃气体传感器511的设置，可以起到一个毒气检测的效果，同时可以告警，在危房中各个情况进行综合监控，提高可靠性和安全性，同时，通过毒气检测，保证住户可以及时撤离。
以下对图像采集模块的具体内容进行说明，所述图像采集装置连接于一处理模块，所述处理模块用于解析所述图像信息，所述处理模块设置有轮廓提取算法用于提取所述图像信息中的裂缝轮廓以形成裂缝轮廓信息，所述处理模块输出所述裂缝轮廓信息，轮廓提取算法是配置一个预设阈值，然后根据该预设阈值通过色值的不同来识别轮廓，由于墙面的颜色和裂缝的颜色会明显存在一个色值的不同，所以通过色值不同来识别裂缝轮廓就可以得到裂缝轮廓信息，就可以对裂缝的面积、长度、宽度进行计算，而需要说明的是，处理模块需要结合基准电压进行比例换算，通过比例换算的形式，就可以根据墙面的镜头的距离、以及镜头的放大倍数从而判断图像和实像之间的比例，得到一个最接近的参数。所述处理模块配置有参数提取算法，所述参数提取算法根据所述裂缝轮廓信息，以形成裂缝最大长度信息以及裂缝最大宽度信息，例如在已有的图像坐标系中，在X轴方向获取每一宽度值从而得到一个裂缝最大宽度信息，同样在Y轴方向获取每一长度值，从而得到一个裂缝最大长度信息。所述处理模块还配置有深度提取算法，所述深度提取算法用于根据亮度值的不同输出每一特征点的深度值以形成第一深度信息。由于裂缝越深，亮度一般越低，所以通过亮度值对图像中的特征点进行判断，根据亮度-深度衰减的公式，就可以得到一个最后的基准值。所述输出端元和所述处理模块连接于一处理端，所述处理端接收所述第一深度信息和作为第二深度信息的差值电压以形成反映裂缝深度的第三深度信息。由于通过上述的亮度检测以及红外测距，都可以得到不同特征点的深度值，通过红外测距产生精度较高的深度值作为基准值，调节第一深度信息，例如对应特征点X，第二深度信息中，其深度值为5.1，第一深度信息中其深度值为5，那么此时，将第一深度信息中的所有特征点的深度值增加0.1，就可以得到第三深度信息。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种墙面裂缝检测器，其特征在于，包括：
-图像采集装置(110)，包括一摄像头，用于采集图像信息；
-若干测距装置，所述测距装置与所述摄像头的朝向相同设置且围绕所述摄像头均匀分布，所述测距装置用于检测其前向距离并生成对应的距离电压；
-深度比较电路(100)，所述深度比较电路(100)包括
找平单元(130)，所述找平单元(130)耦接于所有测距装置并根据所述距离电压的值输出一基准电压，所述基准电压反映所述图像采集装置(110)至墙面的垂直距离；
差分单元(140)，耦接所有测距装置并用于求取每一所述距离电压与所述基准电压的差值得到对应的差值电压；
输出单元(150)，用于输出所述差值电压。
2.根据权利要求1所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述测距装置设置为红外测距传感器(120)。
3.根据权利要求1所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述测距装置至少设置为10个。
4.根据权利要求1所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述图像采集装置(110)连接于一处理模块，所述处理模块用于解析所述图像信息，所述处理模块设置有轮廓提取算法用于提取所述图像信息中的裂缝轮廓以形成裂缝轮廓信息，所述处理模块输出所述裂缝轮廓信息。
5.根据权利要求4所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述处理模块配置有参数提取算法，所述参数提取算法根据所述裂缝轮廓信息，以形成裂缝最大长度信息以及裂缝最大宽度信息。
6.根据权利要求4所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述处理模块还配置有深度提取算法，所述深度提取算法用于根据亮度值的不同输出每一特征点的深度值以形成第一深度信息。
7.根据权利要求6所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述输出端元和所述处理模块连接于一处理端，所述处理端接收所述第一深度信息和作为第二深度信息的差值电压以形成反映裂缝深度的第三深度信息。
8.根据权利要求1所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，还包括无线模块(600)，所述无线模块(600)用于接收或上传数据。
9.根据权利要求1所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述找平单元(130)包括若干找平模块、开关元件(132)以及均值模块(133)，每一找平模块包括有差分放大器和比较器，所述比较器配置有阈值电压，所述差分放大器的两个输入端分别连接两个所述测距装置的输出端，当两个所述距离电压的差值小于所述阈值电压时，所述比较器输出驱动信号以控制对应的开关元件(132)导通，以使对应的两个测距装置接入所述均值模块(133)，所述均值模块(133)对其所接收的距离电压求平均值以得到所述的基准电压。
10.根据权利要求9所述的一种墙面裂缝检测器，其特征在于，所述差分单元(140)包括若干差分放大器，每一差分放大器的一端耦接找平单元(130)的输出端，另一端分别耦接一测距单元。
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Effective date of registration: 20181227 Address after: 325000 Wanghu Homestead, Anyang Street, Ruian City, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Zhejiang Liheng Safety Engineering Technology Co.,Ltd. Address before: Room 308, Block D, No. 825 Xinkaihe Road, Xinhe Town, Chongming County, Shanghai (Shanghai Xinhe Economic Zone) Applicant before: SHANGHAI LIZHIHENG TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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Effective date of registration: 20200818 Address after: Room 3402, Oushang building, Louqiao street, Ouhai District, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Wenzhou Lixin Safety Engineering Technology Co.,Ltd. Address before: 325000 Wanghu Homestead, Anyang Street, Ruian City, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant before: Zhejiang Liheng Safety Engineering Technology Co.,Ltd. |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170915 |