CN112649369A - 建筑的裂缝检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种建筑的裂缝检测方法及系统，所述方法包括：爬墙机器人从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率f拍摄n张图片；爬墙机器人依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。本申请提供的技术方案具有成本低的优点。

Description

建筑的裂缝检测方法及系统

技术领域

本申请涉及图像以及建筑技术领域，具体涉及一种建筑的裂缝检测方法及系统。

背景技术

建筑是建筑物与构筑物的总称。是人们为了满足社会生活需要，利用所掌握的物质技术手段，并运用一定的科学规律、风水理念和美学法则创造的人工环境。有些分类为了明确表达使用性，会将建筑物与人们不长期占用的非建筑结构物区别，另外有些建筑学者也为了避免混淆，而刻意在其中把外型经过人们具有意识创作出来的建筑物细分为“建筑”(Architecture)。需注意的是，有时建筑物也可能会被扩展到包涵“非建筑构筑物”，诸如桥梁、电塔、隧道等。

现有的建筑验证需要对外墙的裂缝进行检测，但是现有的裂缝的检测为人工检测，无法实现自动检测，增加了检测成本。

发明内容

本申请实施例提供了一种建筑的裂缝检测方法及相关产品，可以实现建筑外墙的裂缝的自动验证，降低了建筑验证的成本。

第一方面，本申请实施例提供一种建筑的裂缝检测方法，所述方法包括如下步骤：

建筑的裂缝检测方法，其特征在于，所述方法应用于爬墙机器人，所述方法包括如下步骤：

爬墙机器人从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率f拍摄n张图片；

爬墙机器人依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；

爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格，

第二方面，提供一种建筑的裂缝检测系统，所述系统应用于爬墙机器人，所述系统包括：

控制单元，用于从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率f控制摄像头拍摄n张图片；

处理单元，用于依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。

第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的程序，其中，所述程序使得终端执行第一方面提供的方法。

第四方面，提供一种终端，所述终端用于执行第一方面提供的方法步骤

实施本申请实施例，具有如下有益效果：

可以看出，本申请提供的技术方案爬墙机器人从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率拍摄n张图片；爬墙机器人依据匀速运动v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。这样即能够通过爬墙机器人对墙体整体的图片进行采集拼接得到一整张图片，进而实现裂缝的检测，确定是否合格。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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附图。

图1是本申请实施提供的爬墙机器人1A的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的爬墙机器人1A的第一驱动部在AA方向的局部剖视图的结构示意图。

图3是本申请实施提供的爬墙机器人1A的第一连接部的主视图结构示意图。

图4为建筑的裂缝检测方法的流程的示意图。

图5为本申请提供的图片拼接示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结果或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施提供的爬墙机器人1A可以应用于建筑领域，用于辅助完成对建筑物的三维测量、环境监测、建筑验证等等自动化任务。该爬墙机器人依据不同的验证可以包括：测距模块、摄像模块(即摄像头)、通信模块、处理模块(处理器)和存储模块(存储器)，由于测距模块、摄像模块依据不同的检测场景可以设置在爬墙机器人的相关位置，其相关位置并不固定，因此图1、图2、图3并未画出测距模块、摄像模块(即摄像头)的具体位置，上述通信模块、处理模块(处理器)和存储模块可以设置在爬墙机器人的内部，因此在图1、图2、图3中也未画。为了实现不同的功能，上述爬墙机器人还可以配置，GPS定位模块、触控显示屏、高度测量模块组、电池等等部件，该高度测量模块组可以包括：气压计、加速度计、超声波收发器等等。高度测量模块组用于实现高度的测量。

该爬墙机器人1A包括相互正交设置的第一活动部10A和第二活动部20A，第二活动部20A位于第一活动部10A的下侧，用于承载第一活动部10A，第一活动部10A包括正交设置的第一驱动部110A和第一支撑部120A，第二活动部20A包括正交设置的第二驱动部210A和第二支撑部220A，第一驱动部110A与第二支撑部220A位于同一平面内，且第一活动部10A与第二驱动部210A位于同一平面内。其中，第一驱动部110A与第二驱动部210A的结构完全相同，第一支撑部120A与第二支撑部220A的结构完全相同。第一驱动部110A与第二驱动部210A之间通过四个对称分布的弯折连接部30A可拆卸的连接在一起。

第一支撑部120A包括间隔设置的第一伸缩吸附部121A、第二伸缩吸附部122A以及连接第一伸缩吸附部121A和第二伸缩吸附部122A的第一支撑杆123A，第二支撑部220A包括间隔设置的第三伸缩吸附部221A、第四伸缩吸附部222A以及连接第三伸缩吸附部221A、第四伸缩吸附部222A的第二支撑杆223A，第一伸缩吸附部121A、第二伸缩吸附部122A、第三伸缩吸附部221A和第四伸缩吸附部222A相互配合吸附于墙面，应用于建筑物的三维测量、环境监测等自动化工作。其中，第一伸缩吸附部121A、第二伸缩吸附部122A、第三伸缩吸附部221A和第四伸缩吸附部222A可以为电动可伸缩式吸盘。

第一驱动部110A包括第一承载座111A、第一安装板112A、第二安装板113A和第一丝杆114A，第一承载座111A开设有凹槽J，第一安装板112A和第二安装板113A可拆卸的安装于第一承载座111A的相对两端，第一丝杆114A收容于凹槽J内，且可转动的安装于第一安装板112A和第二安装板113A，第一丝杆114A和第一安装板112A的安装位置设置有第一滚珠轴承115A，第一安装板112A背离第一承载座111A的一侧设置有第一端盖116A，第一端盖116A盖合于第一滚珠轴承115A，第一丝杆114A和第二安装板113A的安装位置设置有第二滚珠轴承117A，第二安装板113A靠近第一承载座111A的一侧设置有第二端盖118A，第二端盖118A盖合于第二滚珠轴承117A，第二安装板113A背离第一承载座111A的一侧设置有第一步进电机119A，第一步进电机119A用于驱动第一丝杆114A转动。第一滚珠轴承115A的两侧分别设置有第一卡簧K1和第二卡簧K2，第一卡簧K1和第二卡簧K2的周侧均抵持于第一滚珠轴承115A的内圈，二者相互配合用于对第一丝杆114A进行限位，避免第一丝杆114A在运动过程中产生晃动，且二者不会对第一滚珠轴承115A内圈与外圈之间的相对转动产生干涉。

第一驱动部110A通过间隔设置的第一连接部150A和第二连接部160A滑动连接于第一支撑杆123A，第一连接部150A和第二连接部160A的结构形状完全相同，以第一连接部150A为例进行说明。第一连接部150A的一部分通过螺钉可拆卸的安装于第一支撑杆123A，第一连接部150A的另一部分开设有螺纹孔，且螺纹孔与第一丝杆114A之间形成螺纹配合，当第一步进电机119A驱动第一丝杆114A转动时，带动第一连接部150A和第二连接部160A沿着第一承载座111A的凹槽J延伸方向往复滑动，进而带动第一支撑杆123A相对第一活动部10A滑动。同样，第二活动部20A的工作原理与第一活动部10A相同，第二活动部20A与第一活动部10A相互配合，可以使得爬墙机器人1A在立体平面内灵活的移动，从而完成对建筑物的三维测量、环境监测等任务。其中，第一连接部150A与凹槽J的工作部位相配合，第一连接部150A包括与凹槽J相配合的配合面，配合面包括依次连接的第一面M1、第二面M2、第三面M3、第四面M4、第五面M5、第六面M6和第七面M7，第一面M1和第二面M2平行且贴合于凹槽J的侧壁，第四面M4与第一面M1保持正交且贴合于凹槽J的底壁，第二面M2和第三面M3弯折连接，第五面M5和第六面M6弯折连接，且第一面M1与第二面M2之间形成的二面角大于第二面M2与第三面M3之间形成的二面角，第二面M2与第三面M3之间形成的二面角大于第三面M3与第四面M4之间形成的二面角，第四面M4与第五面M5之间形成的二面角小于第五面M5与第六面M6之间形成的二面角，第五面M5与第六面M6之间形成的二面角小于第六面M6与第七面M7之间形成的二面角，且第四面M4大于其他任何几个面，使得第四面M4较为稳固的抵持于凹槽J的底壁，通过这种渐变式的曲面与凹槽J形成配合，一方面可以有效的起到限位作用，另一方面，还能在确保顺畅滑动的同时，提供较强的支撑力度，确保运动的平稳性。配合面还包括卡合面M8，卡扣面连接于第一面M1和第七面M7，卡扣面开设有扣合槽J1，第一承载座111A形成凹槽J的部分侧壁延伸至扣合槽J1内，以避免第一连接部150A从凹槽J内脱离。扣合槽J1的横截面呈梯形结构，在减小应力集中的同时，还可以使得第一连接部150A与凹槽J之间具有顺畅的滑动。需要说明的是，第二驱动部210A也是通过间隔设置的第三连接部和第四连接部滑动连接于第二支撑杆223A，第三连接部、第四连接部结构完全相同，且与第一连接部150A一致，这里不再赘述。通过第一活动部10A和第二活动部20A的相互配合，当第一活动部10A固定于墙面时，控制第二活动部20A相对第一活动部10A移动，当第二活动部20A固定于墙面时，控制第一活动部10A相对第二活动部20A移动，如此，便可以控制爬墙机器人1A在整个墙面上灵活的移动，进而实现三维测量、环境监测等任务，提高了爬墙机器人1A运动的灵活度。

参阅图4，图4提供了一种建筑的裂缝检测方法，该方法可以由爬墙机器人执行，该爬墙机器人的具体结构可以参见如图1、图2、图3所示，该方法如图4所示，包括如下步骤：

步骤S401、爬墙机器人从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率f拍摄n张图片；

步骤S402、爬墙机器人依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；

步骤S403、爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。

上述依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格具体可以包括：

依据该建筑的类别确定裂缝标准的最大数量以及最大长度，若数量x以及L_max分别小于最大数量以及最大长度，确定合格，否则，确定不合格。上述裂缝标准可以依据建筑的检验标准来确定，当然在实际应用中，也可以依据施工图纸的要求直接来确定最大数量以及最大长度。

本申请提供的技术方案爬墙机器人从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率拍摄n张图片；爬墙机器人依据匀速运动v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。这样即能够通过爬墙机器人对墙体整体的图片进行采集拼接得到一整张图片，进而实现裂缝的检测，确定是否合格。

在一种可选的方案中，上述爬墙机器人依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片具体可以包括：

爬墙机器人计算每次拍摄移动的距离s；该s＝v/f；爬墙机器人获取单次拍摄的一张图片在爬墙机器人在移动方向上对应的基础距离s0以及该移动方向上的像素点数量h0；确定n张图片相邻两张图片之间在移动方向上的重叠像素点数量h1，该h1＝h0*[(s0-s)/s0]，将n张图片按采集时间升序排列得到第一序列，将第一序列中除第一张图片以外的剩余图片均向移动方向反向移动h1即得到一张整体图片。

参阅图5，图5为一种拼接示意图，这里的s以s0/2为例，移动方向如图5的箭头所示，即每采集一次图片，即有一半的图片为重叠的图片，此时，将剩余图片(除了第一张图片以外)均向前移动一半(即移动方向的反方向)的S0即能够得到一张整体图片。

此种操作是因为，该采集的图片无法采集到整体的图片，若是外墙的整体图片，其图片的清晰度无法实现对裂缝的检验，因此本申请通过采集n张图片以后拼接的方案来实现整体图片的采集，进而避免了裂缝因为图片采集的次数断裂。

在一种可选的方案中，上述爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max具体可以包括：

爬墙机器人对该一张整体图片的所有像素点的RGB值进行识别得到整体图片的所有像素点的RGB值，提取所有像素点的RGB值数量最多的第一RGB值，将第一RGB值的像素点从整体图片中删除得到处理图片，若处理图片包含的RGB值的数量大于预设数量，确定具有裂缝，否则，确定不具有裂缝，若确定具有裂缝，对处理图片中相同且相邻的像素点划分为同一个区域，统计区域的数量以及每个区域的像素点数量，该数量及为裂缝数量x，查找区域中像素点最大数量y_max；依据最大数量y_max计算得到L_max；

L_max＝α*y_max；该α为单个像素点对应的长度值，具体可以为：s0/h0。

本申请实施例还提供一种建筑的裂缝检测系统，所述系统应用于爬墙机器人，所述系统包括：

控制单元，用于从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率f控制摄像头拍摄n张图片；

处理单元，用于依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。

本申请的处理单元还可以用于执行如图4所示实施例的细化方案，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种建筑的裂缝检测方法的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种建筑的裂缝检测方法的部分或全部步骤。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种建筑的裂缝检测方法，其特征在于，所述方法应用于爬墙机器人，所述方法包括如下步骤：

爬墙机器人从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率f拍摄n张图片；

爬墙机器人依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；

爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格具体包括：

依据该建筑的类别确定裂缝标准的最大数量以及最大长度，若数量x以及L_max分别小于最大数量以及最大长度，确定合格，否则，确定不合格。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述爬墙机器人依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片具体包括：

爬墙机器人计算每次拍摄移动的距离s；该s＝v/f；爬墙机器人获取单次拍摄的一张图片在爬墙机器人在移动方向上对应的基础距离s0以及该移动方向上的像素点数量h0；确定n张图片相邻两张图片之间在移动方向上的重叠像素点数量h1，该h1＝h0*[(s0-s)/s0]，将n张图片按采集时间升序排列得到第一序列，将第一序列中除第一张图片以外的剩余图片均向移动方向的反向移动h1即得到一张整体图片。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述爬墙机器人对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max具体包括：

爬墙机器人对该一张整体图片的所有像素点的RGB值进行识别得到整体图片的所有像素点的RGB值，提取所有像素点的RGB值数量最多的第一RGB值，将第一RGB值的像素点从整体图片中删除得到处理图片，若处理图片包含的RGB值的数量大于预设数量，确定具有裂缝，否则，确定不具有裂缝，若确定具有裂缝，对处理图片中相同且相邻的像素点划分为同一个区域，统计区域的数量以及每个区域的像素点数量，该数量及为裂缝数量x，查找区域中像素点最大数量y_max；依据最大数量y_max计算得到L_max；

L_max＝α*y_max；该α为单个像素点对应的长度值。

5.一种建筑的裂缝检测系统，其特征在于，所述系统应用于爬墙机器人，所述系统包括：

控制单元，用于从建筑外墙底部匀速运动至顶部，并以预设频率f控制摄像头拍摄n张图片；

处理单元，用于依据匀速运动的速度v以及预设频率f将n张图片拼接得到一张整体图片；对该一张整体图片进行识别确定是否具有裂缝，若具有裂缝，检测该裂缝的数量x，检测x个裂缝中长度最大值L_max，依据该数量x以及L_max确定该建筑的外墙是否合格。

6.一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的程序，其中，所述程序使得终端执行如权利要求1-4任意一项提供的方法。

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