CN110033444A - 一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，属于电子信息与结构检测技术领域，用于解决当下缺少对结构裂缝进行尺寸数据自动化快速获取与输出的问题。本发明的具体技术实施步骤为：A.图像数据采集；B.图像灰度处理；C.将图像简化为趋势线；D.确定标注点；E.添加图片至标注软件；F.确定标注位置；G.得到各点之间的尺寸信息；H.进行尺寸标注并出图。本发明巧妙地使用了工程中常用的AutoCAD软件的标注功能，在对图像进行处理后进行长度与宽度方向上的尺寸标注，其所达成的裂缝标注方法具有自动化程度高、出图迅速、结果可参考性强等特点，且在针对形状不规则的裂缝时具有优势。

Description

一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法

技术领域

本发明涉及一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，特别是可应用于对混凝土结构建筑表面裂缝进行自动处理、标注与出图。

背景技术

现代工程中使用的建筑混凝土大多是脆性材料，在其使用过程中容易发生脆断与开裂。正常使用条件下，结构的开裂超过一定限值后会造成使用者在使用时感到心理不适，也会对结构的功能产生影响；结构承载能力极限状态下，当构件达到其承载能力极限时，其损伤效应也会同时反映在其开裂情况上。对此，准确获取结构裂缝的尺寸对研究结构的安全性、耐久性与稳定性有重要的意义。

目前，用于现场裂缝尺寸测量的方法主要是用卡尺进行手工测绘。此种方法虽然实施较为简单，但其测量精度有限，且该方法的结果精度受工程人员操作的主观影响较大。另外，出现明显裂缝的结构存在安全隐患，对进入其中或靠近待测区域的工作人员的人身安全不利；操作人员的操作不规范对待测区会造成一定的损伤，破坏其原貌。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，用于解决当下缺少对结构裂缝进行尺寸数据自动化快速获取与输出的问题。本发明的具体技术实施步骤包括：图像采集、灰度处理、图像简化、确定标注点、尺寸标注、出图。

本发明实施的第一步是进行图像数据的采集。在本发明提出的自动尺寸标注方法中，首先需要有一定精度的原始图像。为保证后期处理时能够具有较高的准确度，要求图像的分辨率不小于1080×1080。原始图像的来源具有多样性，可以通过手持相机、手机等设备进行图像的获取。但要求工作人员操作设备在现场进行采集。

本发明实施的第二步是进行图像的灰度处理。原始图像采集后，由于其原灰度分布不均匀的特性，使得相关软件在进行处理时会有一定的难度。因此，在进行标注之前，本发明提出需要对原始图像进行处理，可以对不能直接呈现在DWG格式图纸上的位图进行处理，使其转换为JPG或JPEG格式的图形进行计算，作为进行处理的准备文件。具体方法是：将裂缝灰度与背景灰度视为集中分布在两个灰度区，然后利用迭代法自动计算选取一个阈值，把大于阈值的像素转换为白色，小于阈值的转换为黑色，最后进行一次滤波，去除噪点，即可获得单通道灰度图。

本发明实施的第三步是获得代表裂缝长度方向的曲线。现实场景下的裂缝大多不可忽视为简单的平面曲线，因此需要对裂缝所在区域进行处理，获得能够代表其走向的曲线。进行具体操作的方法为：首先在图片平面内建立直角坐标系，沿着坐标系的竖直方向，以裂缝的下部端为起点，沿着竖直方向的正方向，每行像素选取一个特征点，该点的选取方法为：作垂直于竖直方向的直线，此直线与裂缝区域的轮廓产生两个交点，特征点即为两交点连线的中点；按此方法沿着竖直方向的正方向向上依次取得若干特征点；顺次连接端点、特征点、顶点，即可获得代表裂缝长度方向的曲线。对该曲线进行标注，可以减小计算机软件的工作量，且更具代表性。

本发明实施的第四步是选取宽度标注时需要的特征位置。在裂缝的长度方向上，选取四个特征位置，选取方法为：由计算机随机选取四个纵坐标值。以这四个位置作为特征位置，在每个位置上作垂直于竖直方向的直线，此直线与裂缝区域的轮廓产生两个交点。需要控制的是，在计算机进行选择操作时，应设定好每个位置间的最小间隔距离，防止各特征位置相距过近而失去代表性。

本发明实施的第五步是进行标注前的准备工作。在进行正式的标注工作前，操作需要使用AutoCAD软件的“插入”功能中的“光栅图像参照”工具，将图片导入AutoCAD软件，放大倍数为100，同时标明照片与真实大小的缩放比例，作为计算实际长度的放大参数，并预先在软件中建立标准图纸样板，为方便阅读以及输出为纸质图纸做准备。标准图纸模板指的是A2、A3、A4幅面的图纸，用户在使用时可根据导入图形的大小进行模板大小的选取。

本发明实施的第六步是确定裂缝的标注起点与终点，称为标注点。确定方法为：在长度方向上，选取第一个特征点作为标注起点，最后一个特征点作为标注终点；宽度方向上，对五个特征位置均需进行标注，以每个位置的左侧交点作为起点，右侧交点作为终点。标注点的确定是为了方便软件的标注。裂缝标注的起始标注点默认由计算机指定，如果需要对裂缝的某一部位进行特别标注，也可由人工进行标注点的选取。

本发明实施的第七步是正式进行标注。具体操作过程为：通过软件的自动标注功能计算得到裂缝在长度与宽度方向上标注点之间的尺寸信息，长度尺寸为长度方向上标注起点与终点之间的距离，宽度尺寸为五个特征位置上的标注起点与终点之间的距离。最终成果由软件自动生成并标注在图纸中。

本发明实施的最终成果为将结果输出为DWG格式的文件，后期用户可以选择打印或直接阅读。

本发明提供了一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法。具备以下有益效果：

为了提高工程现场的裂缝检测的精细度，减少测量的人工成本与安全隐患，提高测量工作的自动化程度，本发明提出一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法。本发明的具体技术实施步骤包括：图像采集、灰度处理、图像简化、确定标注点、尺寸标注、出图。进行实施时，首先由工作人员获得结构裂缝所在工作面的图像信息，作为原始图像资料；第二步，利用裂缝和周围环境有较大的颜色差的特点，先将图片变为灰度图像，方便计算机进行处理；第三步，利用计算机对灰度图进行再次处理，通过选取中间位置的方式获得代表裂缝长度方向的曲线；第四步，在裂缝的长度方向上，选取四个特征位置，作为进行宽度标注的位置；第五步，进行标注前的准备工作，具体包括插入图像与建立标准图纸模板；第六步与第七步，将之前确定的特征点与特征位置作为基准进行尺寸标注；最后导出DWG格式的成果文件。本发明所达成的裂缝标注方法具有自动化程度高、出图迅速、结果可参考性强等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的成果。

图1为现场裂缝实拍图；

图2为经过处理后的单通道矢量图；

图3为选取的代表裂缝走向的曲线图；

图4为裂缝长度方向标注后效果图；

图5为裂缝宽度方向标注后效果图。

具体实施方式

本发明提出一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，用于解决当下缺少对结构裂缝进行尺寸数据自动化快速获取与输出的问题。本发明的具体技术实施步骤包括：图像采集、灰度处理、图像简化、确定标注点、尺寸标注、出图。进行实施时，首先由工作人员获得结构裂缝所在工作面的图像信息，作为原始图像资料；第二步，利用裂缝和周围环境有较大的颜色差的特点，将裂缝灰度与背景灰度视为集中分布在两个灰度区，然后利用迭代法自动计算选取一个阈值，把大于阈值的像素转换为白色，小于阈值的转换为黑色，最后进行一次滤波，去除噪点，即可获得单通道灰度图像，方便计算机进行处理；第三步，利用计算机对灰度图进行再次处理，具体方法为作垂直于竖直方向的直线，此直线与裂缝区域的轮廓产生两个交点，特征点即为两交点连线的中点；按此方法沿着竖直方向的正方向向上依次取得若干特征点；顺次连接端点、特征点、顶点，即可获得代表裂缝长度方向的曲线；第四步，在裂缝的长度方向上，选取四个特征位置，作为进行宽度标注的位置；第五步，进行标注前的准备工作，具体包括插入图像与建立标准图纸模板；第六步与第七步，将之前确定的特征点与特征位置作为基准进行尺寸标注；最后导出DWG格式的成果文件。

Claims (6)

1.一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，其特征在于按照如下步骤进行工作：

A.获得结构裂缝所在工作面的图像信息，包括检测所需的参考物体信息，并保存在计算机中；

B.利用裂缝和周围环境有较大的颜色差的特点，先将图片变为灰度图像，具体方法是：将裂缝灰度与背景灰度视为集中分布在两个灰度区，然后利用迭代法自动计算选取一个阈值，把大于阈值的像素转换为白色，小于阈值的转换为黑色，最后进行一次滤波，去除噪点，即可获得裂缝边缘的单通道灰度图；

C.获得代表裂缝长度方向的曲线，具体实施方法为：首先在图片平面内建立直角坐标系，沿着坐标系的竖直方向，以裂缝的下部端为起点，沿着竖直方向的正方向，每行像素选取一个特征点，该点的选取方法是首先作垂直于竖直方向的直线，此直线与裂缝区域的轮廓产生两个交点，则特征点即为两交点连线的中点；按此方法沿着竖直方向的正方向向上依次取得若干特征点；顺次连接端点、特征点、顶点，即可获得代表裂缝长度方向的曲线；

D.在裂缝的长度方向上，选取四个特征位置，选取方法为：由计算机随机选取四个纵坐标值，以这四个位置作为特征位置，在每个位置上作垂直于竖直方向的直线，此直线与裂缝区域的轮廓产生两个交点；

E.使用AutoCAD软件的“插入”功能中的“光栅图像参照”工具，将图片导入AutoCAD软件，放大倍数为100，同时标明照片与真实大小的缩放比例，作为计算实际长度的放大参数，并预先在软件中建立标准图纸样板；

F.确定裂缝的标注起点与终点，称为标注点，确定方法为：长度方向上，选取第一个特征点作为标注起点，最后一个特征点作为标注终点；宽度方向上，对五个特征位置均需进行标注，以每个位置左侧交点作为起点，右侧交点作为终点；

G.通过软件的自动标注功能计算得到裂缝在长度与宽度方向上标注点之间的尺寸信息，长度尺寸为长度方向上标注起点与终点之间的距离，宽度尺寸为五个特征位置上的标注起点与终点之间的距离；

H.将测得的数据在AutoCAD软件中进行标注，并输出为DWG格式的文件。

2.根据权利要求1所述的一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，其特征在于：其前期工作是图像的获取，图像获取的方式具有多样性，可以通过手持相机、手机等设备进行图像的获取。

3.根据权利要求1所述的一种裂缝尺寸自动标注方法，其特征在于：计算的尺寸结果可以根据图片的分辨率进行精度的调节。

4.一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，其特征在于：可以对不能直接呈现在DWG格式图纸上的位图进行处理，使其转换为JPG或JPEG格式的图形进行计算。

5.根据权利要求1所述的一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，其特征在于：裂缝标注线的起始标注点默认由计算机指定，如果需要对裂缝的某一部位进行特别标注，也可由人工进行标注点的选取。

6.根据权利要求1所述的一种建筑结构表面裂缝尺寸自动标注方法，其特征在于：标准图纸模板指的是A2、A3、A4幅面的图纸，用户在使用时可根据导入图形的大小进行模板大小的选取。