CN112815885A - 房屋墙体裂缝监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种房屋墙体裂缝监测方法及系统，其方法包括获取目标外墙体的点云数据；基于所述点云数据，判断目标外墙体是否开裂；若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送所述报警信息。本发明能够有效监测高层房屋外墙的开裂情况，提高旧房改造的安全性。

Description

房屋墙体裂缝监测方法及系统

技术领域

本发明涉及房屋监测技术领域，尤其是涉及一种房屋墙体裂缝监测方法及系统。

背景技术

随着时代的不断发展，人们对住房质量的要求越来越高，房屋的安全质量与我们的生活息息相关，在我们的实际生活当中，不可避免的要在墙上面开洞走线，这个时候就破坏墙的整体性，减少了墙体载面面积，削弱了墙体承载力，从而引起墙体裂缝，改变房屋用途加大使用载荷或增加振动力，从而使墙体收到破坏引起墙体裂缝，墙体开裂常见于老房、旧房。

在裂缝最开始产生的时候，及时进行监测是非常关键的，特别是对高层老旧房屋的裂缝，现有的技术中针对高层老旧房屋外墙体的裂缝监测技术是采用普通观测技术或摄像拍摄方式，但是现有的这些技术并不能有效监测裂缝的变化，因此本发明人认为针对裂缝的监测技术还有进一步改进空间。

发明内容

为克服现有技术的不足，本申请现提出一种房屋墙体裂缝监测方法及系统，能够有效监测高层房屋外墙的开裂情况，提高旧房改造的安全性。

第一方面，本申请提供的房屋墙体裂缝监测方法，采用如下的技术方案：

一种房屋墙体裂缝监测方法，该方法包括：

获取目标外墙体的点云数据；

基于所述点云数据，判断目标外墙体是否开裂；

若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；

基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；

若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送所述报警信息。

通过采用上述技术方案，通过获取目标外墙体的点云数据，从而能够根据点云数据有效判断目标外墙体是否开裂，代替人工观察的方式；并且针对开裂情况，周期获取目标外墙体的深度数据，从而根据周期的深度数据，判断目标外墙体裂缝开裂严重程度， 针对开裂严重的情况进行及时报警，从而实现有效监测高层房屋外墙的开裂情况，提高旧房改造的安全性。

可选的，所述点云数据包括点云的反射强度信息，基于所述点云数据，判断目标外墙体是否开裂，包括：

将反射强度信息和预设的强度过滤值进行比较，将反射强度小于或等于所述强度过滤值的点云滤除；

判断所述滤除后的点云是否存在连续点；

若存在，则确定目标外墙体开裂。

通过采用上述技术方案，点云数据包括目标外墙体点云的反射强度信息，

基于反射强度信息，将点云滤除非特征值，得到特征值，从而根据得到的特征值来准确判断点云是否存在连续点。

可选的，周期获取目标外墙体裂缝的深度数据，包括：

获取作用于目标外墙体裂缝的超声波的初始发射时间和最末返回时间；

根据所述超声波的初始发射时间和最末返回时间，确定目标外墙体裂缝的深度数据。

通过采用上述技术方案，根据超声波测深度的时间差，可以快速确定目标外墙体裂缝的深度数据，提高深度测量的准确性。

可选的，基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制，包括：

基于所述深度数据，计算深度变化率；

基于所述深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制。

通过采用上述技术方案，基于目标外墙体的深度数据，计算目标外墙体的深度变化率，可以根据该深度变化率，确定是触发报警，从而便于监控人员墙面裂缝进行及时处理。

可选的，基于所述深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制，包括：

若所述深度变化率超过预设变速阈值，则触发报警机制；

若所述深度变化率未超过预设变速阈值，则不触发报警机制。

通过采用上述技术方案，当目标外墙体的裂缝深度变化率超过一个预设变速阈值时，就触发报警机制，从而实现有效监测房屋的裂缝变化情况，并通知到监控人员进行后续修补，提高旧房改造的安全性。

第二方面，本申请提供的房屋墙体裂缝监测系统，采用如下的技术方案：

一种房屋墙体裂缝监测系统，所述装置包括：

第一数据获取模块，用于获取目标外墙体的点云数据；

开裂判断模块，用于基于所述点云数据，判断目标外墙体是否开裂；

第二数据获取模块，用于若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；

报警判断模块，用于基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；

报警模块，用于若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送所述报警信息。

通过采用上述技术方案，通过获取目标外墙体的点云数据，从而能够根据点云数据有效判断目标外墙体是否开裂，代替人工观察的方式；并且针对开裂情况，周期获取目标外墙体的深度数据，从而根据周期的深度数据，判断目标外墙体裂缝开裂严重程度， 针对开裂严重的情况进行及时报警，从而实现有效监测高层房屋外墙的开裂情况，提高旧房改造的安全性。

可选的，所述开裂判断模块包括：

比较子模块，用于将反射强度信息和预设的强度过滤值进行比较，将反射强度小于或等于所述强度过滤值的点云滤除；

判断子模块，用于判断所述滤除后的点云是否存在连续点；

确定子模块，用于若存在，则确定目标外墙体开裂。

通过采用上述技术方案，点云数据包括目标外墙体点云的反射强度信息，

基于反射强度信息，将点云滤除非特征值，得到特征值，从而根据得到的特征值来准确判断点云是否存在连续点。

可选的，所述第二数据获取模块包括：

时间获取子模块，用于获取作用于目标外墙体裂缝的超声波的初始发射时间和最末返回时间；

数据确定子模块，用于根据所述超声波的初始发射时间和最末返回时间，确定目标外墙体裂缝的深度数据。

通过采用上述技术方案，根据超声波测深度的时间差，可以快速确定目标外墙体裂缝的深度数据，并提高深度测量的准确性。

可选的，所述报警判断包括：

计算子模块，用于基于所述深度数据，计算深度变化率；

触发判断子模块，用于基于所述深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制。

通过采用上述技术方案，基于目标外墙体的深度数据，计算目标外墙体的深度变化率，根据可以根据该深度变化率，确定是触发报警，从而便于监控人员对墙面裂缝进行及时处理。

可选的，所述触发判断子模块包括：

第一机制单元，用于若所述深度变化率超过预设变速阈值，则触发报警机制；

第二机制单元，用于若所述深度变化率未超过预设变速阈值，则不触发报警机制。

通过采用上述技术方案，当目标外墙体的裂缝深度变化率超过一个预设变速阈值时，就触发报警机制，从而实现有效监测房屋的裂缝变化情况，并通知到监控人员进行后续修补，提高旧房改造的安全性。

附图说明

图1是本申请实施例的房屋墙体裂缝监测方法的实现流程图；

图2是本申请实施例的房屋墙体裂缝监测方法步骤S20的实现流程图；

图3是本申请实施例的房屋墙体裂缝监测方法步骤S30的实现流程图；

图4是本申请实施例的房屋墙体裂缝监测方法步骤S40的实现流程图；

图5是本申请实施例的房屋墙体裂缝监测系统的原理框图；

图6是本申请实施例的一计算机设备的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

在本实施例中，如图1所示，本申请公开了一种房屋墙体裂缝监测方法，该方法包括：

S10：获取目标外墙体的点云数据。

在本实施例中，目标外墙体是指高层老旧房屋的外表墙体，在本实施例中，高层老旧房屋可为六层高度旧房屋，在其他实施例中，也可以根据实际场景确定；点云数据是指对目标外墙体的激光扫描点信息。

具体地，通过无人机搭载激光器，向目标外墙体进行激光扫描，采集目标外墙体的点云数据，并向服务器上传该点云数据，服务器接收该点云数据。

S20：基于点云数据，判断目标外墙体是否开裂。

在本实施例中，目标外墙体的点云数据包括墙表面点云的反射强度信息。

具体地，对目标外墙体墙面点云的反射强度信息进行分析，根据分析结果判断目标外墙体是否开裂。

可选的，如图2所示，判断目标外墙体是否开裂，包括：

S201：将反射强度信息和预设的强度过滤值进行比较，将反射强度小于或等于强度过滤值的点云滤除。

在本实施例中，强度过滤值是指针对目标外墙体表面的反射强度设置的过滤值。

具体地，将目标外墙体外表面的反射强度信息和强度过滤值进行大小比较，

将反射强度小于或等于强度过滤值的点云滤除，在本实施例中，裂缝的反射强度信息和正常墙体表面的反射强度信息不同，将正常墙面表面的反射强度信息作为强度过滤值，则筛选出非正常墙体表面点云的反射强度信息，即裂缝点云的反射强度信息。

S202：判断滤除后的点云是否存在连续点。

具体地，根据步骤S201的过滤结果，将非正常墙体表面点云的反射强度信息在仿真软件中生成反射强度地图，然后扫描该强度地图中各个点的像素变换情况，判断是否存在连续像素点，在本实施例中，仿真软件可以利用有限元ansys软件。

S203：若存在，则确定目标外墙体开裂。

具体地，根据步骤S202的判断，若滤除后的点云存在连续点，则可以确定目标外墙体存在开裂。

S30：若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据。

在本实施例中，深度数据是指目标外墙体裂缝伸入墙体的深度。

具体地，预设监测周期，通过无人机搭载超声波发射和接收装置，检测目

标外墙体裂缝的深度，在本实施例中，预设监测周期可以为一周，在其他实施例中也可以为两周。

可选的，如图3所示，周期获取目标外墙体裂缝的深度数据，包括：

S301：获取超声波的初始发射时间和最末返回时间。

在本实施例中，初始发射时间是指超声波对裂缝开始发射的初始时间点；最末返回时间是指超声波在裂缝经传播后，遇障碍反射回来的时间点。

具体地，利用无人机搭载超声波检测装置，对开裂的裂缝发射超声波，并接受返回的超声波，同时记录超声波的初始发射时间和最末返回时间。

S302：根据超声波的初始发射时间和最末返回时间，确定目标外墙体裂缝的深度数据。

具体地，基于超声波的初始发射时间和最末返回时间，可以利用如下公式计算目标外墙体裂缝的深度：

h=(t₂-t₁)·c-2h₀

其中t₂为超声波的最末返回时间，t₁为超声波的初始发射时间，c为光速，h₀为超声波发生点到目标外墙体表面的垂直距离，h为目标外墙体裂缝的深度。

S40：基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制。

在本实施例中，如图4所示，基于周期获取的目标外墙体裂缝的深度数据，对周期的深度数据进行分析，判断是否触发报警机制，具体包括：

S401：基于深度数据，计算深度变化率。

在本实施例中，深度变化率是指目标外墙体的深度随时间变化的速率。

具体地，将所有目标外墙体裂缝的深度数据在仿真软件进行拟合，数值计算目标外墙体裂缝的深度变化率。

S402：基于深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制。

在本实施例中，预设变速阈值是指针对目标外墙体裂缝的深度变化率设定的一报警判断阈值。

具体地，若目标外墙体裂缝的深度变化率超过预设变速阈值，则触发报警机制，若目标外墙体裂缝的深度变化率未超过预设变速阈值，则不触发报警机制。

S50：若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送报警信息。

在本实施例中，报警信息是指反映目标外墙体裂缝变化比较严重的危险信息。

具体地，根据步骤S402的判断，若触发报警机制，则服务器生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送报警信息，在本实施例中，可以通过手机短信或第三方APP等方式向监控人员发送报警信息，在本实施例中，报警信息可以记载具体的深度变化率、深度值等，以便监控人员及时查看裂缝的情况。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本实施例还提供一种房屋墙体裂缝监测系统，该房屋墙体裂缝监测系统与上述实施例中房屋墙体裂缝监测方法一一对应。如图5所示，该房屋墙体裂缝监测系统包括第一数据获取模块、开裂判断模块、第二数据获取模块、报警判断模块和报警模块。各功能模块详细说明如下：

第一数据获取模块，用于获取目标外墙体的点云数据；

开裂判断模块，用于基于点云数据，判断目标外墙体是否开裂；

第二数据获取模块，用于若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；

报警判断模块，用于基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；

报警模块，用于若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送报警信息。

可选的，开裂判断模块包括：

比较子模块，用于将反射强度信息和预设的强度过滤值进行比较，将反射强度小于或等于强度过滤值的点云滤除；

判断子模块，用于判断滤除后的点云是否存在连续点；

确定子模块，用于若存在，则确定目标外墙体开裂。

可选的，第二数据获取模块包括：

时间获取子模块，用于获取作用于目标外墙体裂缝的超声波的初始发射时间和最末返回时间；

数据确定子模块，用于根据超声波的初始发射时间和最末返回时间，确定目标外墙体裂缝的深度数据。

可选的，报警判断模块包括：

计算子模块，用于基于深度数据，计算深度变化率；

触发判断子模块，用于基于深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制。

可选的，触发判断子模块包括：

第一机制单元，用于若深度变化率超过预设变速阈值，则触发报警机制；

第二机制单元，用于若深度变化率未超过预设变速阈值，则不触发报警机制。

关于房屋墙体裂缝监测系统的具体限定可以参见上文中对于房屋墙体裂缝监测方法的限定，在此不再赘述。上述房屋墙体裂缝监测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于点云数据、深度数据以及报警信息等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种房屋墙体裂缝监测方法，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

S10：获取目标外墙体的点云数据；

S20：基于点云数据，判断目标外墙体是否开裂；

S30：若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；

S40：基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；

S50：若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送报警信息。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S10：获取目标外墙体的点云数据；

S20：基于点云数据，判断目标外墙体是否开裂；

S30：若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；

S40：基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；

S50：若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送报警信息。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种房屋墙体裂缝监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标外墙体的点云数据；

基于所述点云数据，判断目标外墙体是否开裂；

若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；

基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；

若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送所述报警信息。

2.根据权利要求1所述的房屋墙体裂缝监测方法，其特征在于，所述点云数据包括点云的反射强度信息，基于所述点云数据，判断目标外墙体是否开裂，包括：

将反射强度信息和预设的强度过滤值进行比较，将反射强度小于或等于所述强度过滤值的点云滤除；

判断所述滤除后的点云是否存在连续点；

若存在，则确定目标外墙体开裂。

3.根据权利要求1所述的房屋墙体裂缝监测方法，其特征在于，周期获取目标外墙体裂缝的深度数据，包括：

获取作用于目标外墙体裂缝的超声波的初始发射时间和最末返回时间；

根据所述超声波的初始发射时间和最末返回时间，确定目标外墙体裂缝的深度数据。

4.根据权利要求1所述的房屋墙体裂缝监测方法，其特征在于，基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制，包括：

基于所述深度数据，计算深度变化率；

基于所述深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制。

5.根据权利要求4所述的房屋墙体裂缝监测方法，其特征在于，基于所述深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制，包括：

若所述深度变化率超过预设变速阈值，则触发报警机制；

若所述深度变化率未超过预设变速阈值，则不触发报警机制。

6.一种房屋墙体裂缝监测系统，其特征在于，所述装置包括：

第一数据获取模块，用于获取目标外墙体的点云数据；

开裂判断模块，用于基于所述点云数据，判断目标外墙体是否开裂；

第二数据获取模块，用于若目标外墙体开裂，则周期获取目标外墙体裂缝的深度数据；

报警判断模块，用于基于周期的深度数据，判断是否触发报警机制；

报警模块，用于若触发报警机制，则生成报警信息，并向目标外墙体的监控端发送所述报警信息。

7.根据权利要求6所述的房屋墙体裂缝监测系统，其特征在于，所述开裂判断模块包括：

比较子模块，用于将反射强度信息和预设的强度过滤值进行比较，将反射强度小于或等于所述强度过滤值的点云滤除；

判断子模块，用于判断所述滤除后的点云是否存在连续点；

确定子模块，用于若存在，则确定目标外墙体开裂。

8.根据权利要求6所述的房屋墙体裂缝监测系统，其特征在于，所述第二数据获取模块包括：

时间获取子模块，用于获取作用于目标外墙体裂缝的超声波的初始发射时间和最末返回时间；

数据确定子模块，用于根据所述超声波的初始发射时间和最末返回时间，确定目标外墙体裂缝的深度数据。

9.根据权利要求6所述的房屋墙体裂缝监测系统，其特征在于，所述报警判断模块包括：

计算子模块，用于基于所述深度数据，计算深度变化率；

触发判断子模块，用于基于所述深度变化率和预设变速阈值，判断是否触发报警机制。

10.根据权利要求9所述的房屋墙体裂缝监测系统，其特征在于，所述触发判断子模块包括：

第一机制单元，用于若所述深度变化率超过预设变速阈值，则触发报警机制；

第二机制单元，用于若所述深度变化率未超过预设变速阈值，则不触发报警机制。

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