CN110455206A - 一种结构钢筋间距检测系统及其运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种结构钢筋间距检测系统及其运行控制方法，该检测系统包括上位机、下位机及外部同步设备三部分；所述上位机包括电源模块及嵌入式开发板，所述嵌入式开发板分别连接通信用第一蓝牙适配器、液晶面板、激光测距仪模块、摄像头组模、SD卡、物理按键及扬声器；所述下位机由个人终端及“图像处理算法”软件组成，其内置激光测距仪模块控制器、镜头组模控制器、第二蓝牙适配器；所述外部同步设备作为检测结果的便携式显示终端，包括数显手薄和现场同步管理设备。本发明的优点是，整体上设计新颖合理，操作便捷，图像与数据对应显示，工作可靠性高，实用性强，使用效果好，实现成本低，便于推广应用。

Description

一种结构钢筋间距检测系统及其运行控制方法

技术领域

本发明涉及间距检测技术领域，具体涉及一种结构钢筋间距检测系统及其运行控制方法。

背景技术

混凝土工程结构中的配筋数量直接影响工程结构的强度、刚度和耐久性，而配筋数量满足质量要求的直接体现是钢筋直径和绑扎的钢筋间距满足设计要求。其中钢筋直径通过建设方的统一招标和集中供应，以及施工方的进场验收等措施，质量可以得到保证；对于钢筋绑扎间距的控制，因为手工操作而易于出现偏差，当偏差超过规范或标准要求时，工程质量将会受到影响。

因现场作业环境条件较差、操作空间受限、作业人员较多、技术管理不到位等原因，会出现钢筋绑扎间距偏差过大的现象。为此，质量管理人员一般采取抽检的方法对钢筋绑扎质量进行检查(包括结构交叉角度、绑扎松紧度等)，传统的钢筋间距检测方法为尺子现场量测，手工记录并完成相关质量记录表格的填写，其时效性和可信度不高，工作效率较低，即使采用拍照进行现场记录，因拍摄角度不同、与目标远近距离不同、尺寸比例不确定等原因，钢筋间距实际情况也难以确认。

现有中国专利文件201710447285.7公布了一种结构钢筋间距检测系统，其主要技术方案为：一种钢筋安装间距的测量工具，其特征在于，包括量杆、挡板和卡片结构；所述量杆包括测量尺和把手，所述测量尺上设置有条形凹槽，且所述测量尺上还等距设置有若干与所述条形凹槽垂直贯通的卡槽；所述挡板与所述把手分别设置于所述测量尺的两端，且所述挡板临近所述把手的一侧与所述测量尺上的0刻度线齐平；所述卡片结构通过所述卡槽固定在所述测量尺上。与本发明方案不同。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种设计合理、光电智能化程度高且使用效果好、适用范围广泛、经济实用的结构钢筋间距检测系统及其运行控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种结构钢筋间距检测系统及其运行控制方法，该检测系统包括上位机、下位机及外部同步设备三部分，所述上位机与下位机之间通过蓝牙-通信协议或串口进行数据采集的控制及数据的导入导出；所述外部同步设备作为个人终端，与下位机之间以串口或无线连接进行数据同步；

所述上位机通过嵌入式数据采集系统，采集目标结构钢筋面的基础数据资料，所述上位机包括电源模块及嵌入式开发板，所述嵌入式开发板分别连接通信用第一蓝牙适配器、显示用液晶面板、激光测距仪模块、图像采集用摄像头组模、储存用SD卡、操作用物理按键及语言提示用扬声器；

所述下位机由个人终端及“图像处理算法”软件组成，其内置激光测距仪模块控制器、镜头组模控制器、第二蓝牙适配器，实现对上位机的操作控制、数据计算及通信联络，所述下位机还设有SD卡读卡器进行数据的综合存储；

所述外部同步设备作为检测结果的便携式显示终端，包括数显手薄和现场同步管理设备。

进一步的，所述上位机和下位机为分体或一体机。

进一步的，所述上位机采用嵌入式数据采集系统，采集检测系统至目标结构钢筋面的距离和高清数字图像，并进行储存。

进一步的，所述数显手薄用于同步显示检测结果或/和可打印检测数据，所述现场同步管理设备为手机客户端。

进一步的，所述第一蓝牙适配器用于无线通信或有线通信。

进一步的，检测系统工作照准方向与被检测目标物表面或切面相垂直。

上述结构钢筋间距检测系统的运行控制方法，包括以下步骤：

a)测试准备：检查电源模块电量；若为分体机，根据检测对象确定所述上位机和所述下位机是否同时进入现场，或同时进入现场后所述下位机相对于所述上位机的放置位置；

b)检测装置就位、调整：检测装置上位机应放置稳定，并确保所述激光测距仪模块、摄像头组模端面与被测目标物表面或切面平行；

c)标定测距仪至目标物表面间距：启动激光测距仪模块，同时启动摄像头组模，根据确定的检测范围照准检测目标物，通过物理按键进行激光测距；

d)实时采集图像：在完成步骤c)的同时，通过物理按键进行实时拍照；

e)采集图像处理：所述下位机中安装有“图像处理算法”软件，使用该软件完成对彩色图像进行去噪、锐化、图像增强、图像畸变校正；

f)计算目标物间距数据：在步骤e)的基础上形成检测边界，剔除非直线的轮廓信息、利用水平直线与垂直直线相交叉的焦点，对焦点进行测算，再根据检测仪与目标物表面间的实际间距，计算出目标物拍摄区域内各交叉点的坐标参数，从而生成目标结构钢筋间距数值，并以表格或/和数据组显示；

g)数据、图像综合存储：步骤d)获取的高清彩色图像和步骤f)生成的目标结构钢筋间距数值储存至SD卡中；

h)外部终端显示、查阅：外部同步设备具有多种终端形式，为检测系统辅助装置。

本发明的有益效果在于：

本发明主要针对现有技术中的结构钢筋间距手工检测效率低和检测数据记录可靠性不足而提出，能够根据实际需要快速抽检目标钢筋数个交叉点的间距，用于判断钢筋间距是否满足设计要求和质量要求。设计新颖合理，使用操作便捷。

采用了激光测距仪模块用于辅助定标钢筋间距，摄像头组模用于采集钢筋结构的高清数字图像，共同获取目标结构钢筋即时基础数据，经计算软件处理后，即获得目标物间距数值，保证采集区域图像与数据相对应，具有快速、直观且数据可信度高的特点。

上位机与下位机可分体可一体，分体上位机可独立工作，便于携带并更加适用于条件困难作业现场的数据采集；一体机可同步完成检测数据处理、图像和数据网络上传、外部同步设备数据响应等，工作效率更高。

适用于不同材质的条状和棒状规则结构间距检测，控制精度高，维护维修费用低。

整体上设计新颖合理，操作便捷，图像与数据对应显示，工作可靠性高，实用性强，使用效果好，实现成本低，便于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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附图。

图1为本发明检测系统的原理框图；

图2为本发明检测系统的运行控制方法流程图。

具体实施方式

如图1-2所示的一种结构钢筋间距检测系统及其运行控制方法，该检测系统包括上位机1、下位机2和外部同步设备3三部分，所述上位机1包括供电电源模块1-1和嵌入式开发板1-6，以及与嵌入式开发板1-6相连接并用于测距的激光测距仪模块1-4、获取高清数字影像的摄像头组模1-5、用于操作的物理按键1-8、语言提示扬声器1-9、显示当前采集图像的液晶面板1-3、通信联络用蓝牙适配器1-2、储存SD卡1-7接口等，所述上位机1的嵌入式开发板1-6具有数据采集控制功能，负责采集目标物结构钢筋面的基础数据资料，包括激光测距模块1-4至待测结构钢筋面的距离和高清数字图像，并进行储存；所述下位机2由掌上电脑或笔记本电脑(个人终端2-1)及“图像处理算法”软件组成，采用windows操作系统或android操作系统，实现对上位机1数据采集的处理和数据导出导入等功能；所述外部同步设备3是检测结果的便携式显示终端，如智能手机、具有数显或/和打印功能的手薄等。所述激光测距仪模块1-4用于辅助定标钢筋间距，摄像头组模1-5用于采集钢筋结构的高清数字图像，共同获取目标结构钢筋即时基础数据，液晶面板1-3用于显示当前采集图片。

所述激光测距仪模块1-4、摄像头组模1-5共同获取的目标结构钢筋即时基础数据，通过第一蓝牙适配器1-2传输至所述下位机2的掌上电脑或个人笔记本电脑等2-1的软件中进行分析处理，形成目标结构钢筋之间的横向与竖向间距，并以表格或/和数据组显示。

所述下位机2处理和综合储存的间距数据、高清数字图像可输出或/和上传至网络或/和外部同步设备3，所述外部同步设备3包括多种终端形式，如：数显手薄3-1、智能手机等，可同步显示图片和检测数据，数显手薄3-1可打印即时检测数据。现场同步管理设备3-2(手机)APP具有现场综合管理功能，结构钢筋间距检测结果的显示和查看仅为其综合功能之一。

所述通信模块用于上位机1、下位机2和外部同步设备3之间进行无线通信或/和有线通信。

所述上位机1中嵌入式开发板所植入操作软件和下位机中普通掌上电脑或个人笔记本电脑(个人终端2-1)所安装的数据同步软件——“图像处理算法”具有软件著作权。

所述结构钢筋间距检测系统，上位机1和下位机2为分体或/和一体机。当按分体机使用时，可由上位机1独立进入施工现场获取基础数据；下位机2可于室内配合完成后续工作，或进入施工现场后在蓝牙通信有效范围内进行后台数据处理作业，并向外部同步设备3传输检测数据。

所述的结构钢筋间距检测系统的检测对象不限于结构钢筋的间距检测，而且可用于其它(金属、非金属)材质条状、棒状物规则结构的间距检测。

上述结构钢筋间距检测系统的运行控制方法，包括以下步骤：

a)测试准备：检查电源模块1-1电量；若为分体机，根据检测对象确定所述上位机1和所述下位机2是否同时进入现场，或同时进入现场后所述下位机2相对于所述上位机1的放置位置；

b)检测装置就位、调整：检测装置上位机1应放置稳定，并确保所述激光测距仪模块1-4、摄像头组模1-5端面与被测目标物表面或切面平行，如：检测目标物可视为垂直立面时，应调整三角支架水平；

c)标定测距仪至目标物表面间距：启动激光测距仪模块1-4，同时启动摄像头组模1-5，根据确定的检测范围照准检测目标物，通过物理按键1-8进行激光测距；

d)实时采集图像：在完成步骤c的同时，通过物理按键1-8进行实时拍照；

e)采集图像处理：所述下位机2中安装有“图像处理算法”软件，使用该软件完成对彩色图像进行去噪、锐化、图像增强、图像畸变校正等；

f)计算目标物间距数据：在步骤e的基础上形成检测边界，剔除非直线的轮廓信息、利用水平直线与垂直直线相交叉的焦点，对焦点进行测算，再根据检测系统与目标物表面间的实际间距，计算出目标物拍摄区域内各交叉点的坐标参数，从而生成目标结构钢筋间距数值，并以表格或/和数据组显示；

g)数据、图像综合存储：步骤d获取的高清彩色图像和步骤f生成的目标结构钢筋间距数值储存至SD卡2-5中；

h)外部终端显示、查阅：外部同步设备3具有多种终端形式，为检测系统辅助装置，如：数显手薄3-1、智能手机等，可同步显示图片和检测数据，数显手薄3-1可打印即时检测数据，智能手机APP可进行现场综合管理，对检测结果进行查看。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明主要针对现有技术中的结构钢筋间距手工检测效率低和检测数据记录可靠性不足而提出，能够根据实际需要快速抽检目标钢筋数个交叉点的间距，用于判断钢筋间距是否满足设计要求和质量要求。设计新颖合理，使用操作便捷。

2、本发明采用了激光测距仪模块1-4用于辅助定标钢筋间距，摄像头组模1-5用于采集钢筋结构的高清数字图像，共同获取目标结构钢筋即时基础数据，经计算软件处理后，即获得目标物间距数值，保证采集区域图像与数据相对应，具有快速、直观且数据可信度高的特点。

3、本发明上位机1与下位机2可分体可一体，分体上位机可独立工作，便于携带并更加适用于条件困难作业现场的数据采集；一体机可同步完成检测数据处理、图像和数据网络上传、外部同步设备3数据响应等，工作效率更高。

4、本发明的控制精度高，工作可靠性高，维护维修费用低。

5、本发明适用于不同材质的条状和棒状规则结构间距检测、实用性强，使用效果好，便于推广应用。

综上所述，本发明设计新颖合理，操作便捷，图像与数据对应显示，工作可靠性高，实用性强，使用效果好，实现成本低，便于推广应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种结构钢筋间距检测系统，其特征在于，包括上位机(1)、下位机(2)及外部同步设备(3)三部分，所述上位机(1)与下位机(2)之间通过蓝牙-通信协议或串口进行数据采集的控制及数据的导入导出；所述外部同步设备(3)作为个人终端，与下位机(2)之间以串口或无线连接进行数据同步；

所述上位机(1)通过嵌入式数据采集系统，采集目标结构钢筋面的基础数据资料，所述上位机(1)包括电源模块(1-1)及嵌入式开发板(1-6)，所述嵌入式开发板(1-6)分别连接通信用第一蓝牙适配器(1-2)、显示用液晶面板(1-3)、激光测距仪模块(1-4)、图像采集用摄像头组模(1-5)、储存用SD卡(1-7)、操作用物理按键(1-8)及语言提示用扬声器(1-9)；

所述下位机(2)由个人终端(2-1)及“图像处理算法”软件组成，其内置激光测距仪模块控制器(2-2)、镜头组模控制器(2-3)、第二蓝牙适配器(2-4)，实现对上位机(1)的操作控制、数据计算及通信联络，所述下位机(2)还设有SD卡读卡器(2-5)进行数据的综合存储；

所述外部同步设备(3)作为检测结果的便携式显示终端，包括数显手薄(3-1)和现场同步管理设备(3-2)。

2.根据权利要求1所述的一种结构钢筋间距检测系统，其特征在于，所述上位机(1)和下位机(2)为分体或一体机。

3.根据权利要求1所述的一种结构钢筋间距检测系统，其特征在于，所述上位机(1)采用嵌入式数据采集系统，采集检测系统至目标结构钢筋面的距离和高清数字图像，并进行储存。

4.根据权利要求1所述的一种结构钢筋间距检测系统，其特征在于，所述数显手薄(3-1)用于同步显示检测结果或/和可打印检测数据，所述现场同步管理设备(3-2)为手机客户端。

5.根据权利要求1所述的一种结构钢筋间距检测系统，其特征在于，所述第一蓝牙适配器(1-2)用于无线通信或有线通信。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种结构钢筋间距检测系统，其特征在于，其工作照准方向与被检测目标物表面或切面相垂直。

7.一种结构钢筋间距检测系统的运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)测试准备：检查电源模块(1-1)电量；若为分体机，根据检测对象确定所述上位机(1)和所述下位机(2)是否同时进入现场，或同时进入现场后所述下位机(2)相对于所述上位机(1)的放置位置；

b)检测装置就位、调整：检测装置上位机(1)应放置稳定，并确保所述激光测距仪模块(1-4)、摄像头组模(1-5)端面与被测目标物表面或切面平行；

c)标定测距仪至目标物表面间距：启动激光测距仪模块(1-4)，同时启动摄像头组模(1-5)，根据确定的检测范围照准检测目标物，通过物理按键(1-8)进行激光测距；

d)实时采集图像：在完成步骤c)的同时，通过物理按键(1-8)进行实时拍照；

e)采集图像处理：所述下位机(2)中安装有“图像处理算法”软件，使用该软件完成对彩色图像进行去噪、锐化、图像增强、图像畸变校正；

f)计算目标物间距数据：在步骤e)的基础上形成检测边界，剔除非直线的轮廓信息、利用水平直线与垂直直线相交叉的焦点，对焦点进行测算，再根据检测系统与目标物表面或切面间的实际间距，计算出目标物拍摄区域内各交叉点的坐标参数，从而生成目标结构钢筋间距数值，并以表格或/和数据组显示；

g)数据、图像综合存储：步骤d)获取的高清彩色图像和步骤f)生成的目标结构钢筋间距数值储存至SD卡(2-5)中；

h)外部终端显示、查阅：外部同步设备(3)具有多种终端形式，为检测系统辅助装置。