CN113012099A - 应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，包括：悬挂旋转机构，用于在打桩机完成桩位打桩后，将需要下放到桩位内的钢筋笼悬挂在桩位上方并执行匀速旋转操作；数据探测设备，设置在被悬挂的钢筋笼的侧面，用于执行分时多帧的图像数据的采集；信号发送机构，用于在接收到的内容处理图像中存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对时，发出笼体不规范指令。本发明的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统应用广泛、具有一定的自动化水平。由于能够采用针对性的整体采集机制以及视觉识别机制对钢筋笼的相邻钢筋条间距进行数值分析，以判断是否存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对的现象，从而提升桩位的建筑质量。

Description

应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统

技术领域

本发明涉及钢筋笼检验领域，尤其涉及一种应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统。

背景技术

钢筋笼主要起的作用跟柱子纵向钢筋的受力是同理，主要起抗拉作用，混凝土的抗压强度高但抗拉强度是很低，对桩身混凝土起到约束的作用，使之能承受一定的轴向拉力。

在桥涵或者高层建筑施工时，根据要求可能要求基础进行打桩，方法是用利用机器冲孔和水磨钻孔，并且孔深达到设计要求，然后向桩孔下放钢筋笼，再插入导管进行混凝土浇注。

另外，当混凝土结构物为柱状或者条状构件时，其中心部分不需要配筋，只在混凝土构件接触空气的面底下配置钢筋。如果这个构件是独立的，我们把这个构件周边设置的钢筋预先制作好，这个就是钢筋笼。通常人们把钻孔灌注桩、挖孔桩、立柱等预先制作的钢筋结构叫钢筋笼。

目前，针对即将下放到打好桩位的钢筋笼来说，其垂直方向的各个钢筋体是否间距相等，以及每两个相邻钢筋体从上到下的间距是否统一，涉及到其所起到的抗拉作用是否到位，以及对其后期导管的放置水平、混凝土灌注质量乃至整个桩位的制造质量都会产生重要影响。

发明内容

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，能够采用包括悬挂旋转机构和引入数据探测设备的整体采集机制以及针对性识别机制对钢筋笼的相邻钢筋条间距进行数值分析，以判断是否存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对的现象，从而避免钢筋分布不均匀的钢筋笼下方到打好的桩位内。

为此，本发明需要具备以下几处关键的发明点：

(1)引入悬挂旋转机构，用于在打桩机完成桩位打桩后，将需要下放到桩位内的钢筋笼悬挂在桩位上方并执行匀速旋转操作，以及引入数据探测设备，设置在被悬挂的钢筋笼的侧面，与所述悬挂旋转机构连接，用于执行分时多帧的图像数据的采集，并将采集到的多帧图像数据进行图像内容的拼接操作，以获得对应的即时拼接图像，从而为后续的待下发的钢筋笼整体进行视觉数据监测；

(2)对钢筋笼的相邻钢筋条间距进行数值分析，以判断是否存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对，从而提升下发到桩位内的钢筋笼的质量。

根据本发明的一方面，提供了一种应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，所述系统包括：

悬挂旋转机构，用于在打桩机完成桩位打桩后，将需要下放到桩位内的钢筋笼悬挂在桩位上方并执行匀速旋转操作；

所述悬挂旋转机构还用于在自检本身处于控制其吊起的钢筋笼进行匀速旋转操作时，发出第一状态指令；

数据探测设备，设置在被悬挂的钢筋笼的侧面，与所述悬挂旋转机构连接，用于在接收到所述第一状态指令时，执行分时多帧的图像数据的采集，并将采集到的多帧图像数据进行图像内容的拼接操作，以获得对应的即时拼接图像；

定制处理机构，设置在所述悬挂旋转机构附近，与所述数据探测设备连接，用于对接收到的即时拼接图像陆续执行图像内容伽马校正处理以及边缘锐化，以获得对应的内容处理图像；

钢筋识别机构，与所述定制处理机构连接，用于在所述内容处理图像中寻找每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像，输出所述内容处理图像中的各条钢筋分别对应的各个钢筋子图像；

间距判断设备，与所述钢筋识别机构连接，用于对每两个相邻的钢筋子图像执行以下操作：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量，当所述各个像素行的间距像素数量的均方差超过预设均方差阈值时，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔不均匀钢筋对，否则，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔均匀钢筋对；

信号发送机构，与间距判断设备连接，用于在所述内容处理图像中存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对时，向附近的操控终端或者操控服务器发出笼体不规范指令；

其中，所述间距判断设备还用于对每两个相邻的钢筋子图像执行以下操作：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量，当各个像素行的间距像素数量中存在某一像素行的间距像素数量不在预设数量范围时，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔超限钢筋对，否则，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔标准钢筋对；

其中，所述悬挂旋转机构包括吊杆、旋转驱动设备、多级机械手臂和直流无刷电机，所述直流无刷电机用于驱动所述多级机械手臂执行钢筋笼的定位过程以及完成钢筋笼下放到桩位内的操作过程。

本发明的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统应用广泛、具有一定的自动化水平。由于能够采用针对性的整体采集机制以及视觉识别机制对钢筋笼的相邻钢筋条间距进行数值分析，以判断是否存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对的现象，从而提升桩位的建筑质量。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统的工作场景示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统的实施方案进行详细说明。

在制造钢筋笼之前，需要按设计的图纸要求进购钢筋，按要求截取钢筋并送到相关质量检测部门进行检验，检验合格后方可使用，在焊接钢筋时，如果用电弧焊，则要按施工要求进购焊条，焊条的质量将直接影响钢筋笼的质量。

其中，钢筋原材是否已经送检合格，原材规格是否符合图纸设计要求，箍筋间距、焊接点搭接长度都对钢筋笼的制作质量产生影响。钢筋笼的制作需要严格按设计加工。钢筋对接处是否按要求打弯，打弯处焊接的焊缝厚度，焊缝长度是否符合质量要求都需要进行监控。

目前，针对即将下放到打好桩位的钢筋笼来说，其垂直方向的各个钢筋体是否间距相等，以及每两个相邻钢筋体从上到下的间距是否统一，涉及到其所起到的抗拉作用是否到位，以及对其后期导管的放置水平、混凝土灌注质量乃至整个桩位的制造质量都会产生重要影响。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统的工作场景示意图，所述系统包括：

悬挂旋转机构，用于在打桩机完成桩位打桩后，将需要下放到桩位内的钢筋笼悬挂在桩位上方并执行匀速旋转操作；

所述悬挂旋转机构还用于在自检本身处于控制其吊起的钢筋笼进行匀速旋转操作时，发出第一状态指令；

数据探测设备，设置在被悬挂的钢筋笼的侧面，与所述悬挂旋转机构连接，用于在接收到所述第一状态指令时，执行分时多帧的图像数据的采集，并将采集到的多帧图像数据进行图像内容的拼接操作，以获得对应的即时拼接图像；

定制处理机构，设置在所述悬挂旋转机构附近，与所述数据探测设备连接，用于对接收到的即时拼接图像陆续执行图像内容伽马校正处理以及边缘锐化，以获得对应的内容处理图像；

钢筋识别机构，与所述定制处理机构连接，用于在所述内容处理图像中寻找每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像，输出所述内容处理图像中的各条钢筋分别对应的各个钢筋子图像；

间距判断设备，与所述钢筋识别机构连接，用于对每两个相邻的钢筋子图像执行以下操作：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量，当所述各个像素行的间距像素数量的均方差超过预设均方差阈值时，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔不均匀钢筋对，否则，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔均匀钢筋对；

信号发送机构，与间距判断设备连接，用于在所述内容处理图像中存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对时，向附近的操控终端或者操控服务器发出笼体不规范指令；

其中，所述间距判断设备还用于对每两个相邻的钢筋子图像执行以下操作：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量，当各个像素行的间距像素数量中存在某一像素行的间距像素数量不在预设数量范围时，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔超限钢筋对，否则，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔标准钢筋对；

其中，所述悬挂旋转机构包括吊杆、旋转驱动设备、多级机械手臂和直流无刷电机，所述直流无刷电机用于驱动所述多级机械手臂执行钢筋笼的定位过程以及完成钢筋笼下放到桩位内的操作过程。

接着，继续对本发明的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统的具体结构进行进一步的说明。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量包括：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上分别最邻近对方的两个像素，将所述两个像素之间的像素的数量作为在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

在所述内容处理图像中寻找每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像包括：基于钢筋灰度分布范围在所述内容处理图像中识别每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

基于钢筋灰度分布范围在所述内容处理图像中识别每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像包括：将在所述内容处理图像中灰度值在所述钢筋灰度分布范围内的每一个像素作为目标像素，对所述内容处理图像中的各个目标像素进行去孤立像素后的组合以获得所述内容处理图像中各条钢筋分别所在的各个图像区域。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

所述信号发送机构还用于在所述内容处理图像中不存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对时，向附近的操控终端或者操控服务器发出笼体规范指令。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

所述悬挂旋转机构还用于在自检本身处于寻找其吊起的钢筋笼的定位过程时，发出第二状态指令。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

所述数据探测设备还用于完成当前拼接操作后，向所述悬挂旋转机构发送拼接完成指令。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

所述悬挂旋转机构在接收到所述拼接完成指令时，启动将其吊起的钢筋笼下放到桩位内的处理过程，同时发出第三状态指令；

其中，所述数据探测设备还用于在接收到所述第二状态指令或者所述第二状态指令时，不执行分时多帧的图像数据的采集。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

所述数据探测设备包括微控子设备、现场定时子设备、图像采集子设备和数据拼接子设备，所述图像采集子设备分别与所述现场定时子设备和所述数据拼接子设备连接。

所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中：

所述图像采集子设备用于基于所述现场定时子设备发送的定时信号执行分时多帧的图像数据的采集；

所述数据拼接子设备用于将采集到的多帧图像数据进行图像内容的拼接操作，以获得对应的即时拼接图像；

其中，所述微控子设备分别与所述现场定时子设备、所述图像采集子设备和所述数据拼接子设备连接，用于控制所述现场定时子设备、所述图像采集子设备和所述数据拼接子设备是否进入省电模式。

另外，在所述应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统中，所述微控子设备为MCU微控制器。MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用(典型芯片为8031)。带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型(典型芯片为87C51)、MASK片内掩模ROM型(典型芯片为8051)、片内FLASH型(典型芯片为89C51)等类型，一些公司还推出带有片内一次性可编程ROM(One Time Programming,OTP)的芯片(典型芯片为97C51)。MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FLASH ROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；OTPROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。

尽管结合附图的较佳实施例描述了本发明，然而可以理解，可以使用其它类似的实施例，或对所描述的实施例作出修改和添加，以执行本发明的相同的功能，而不脱离本发明。例如，尽管在仿真个人计算机的功能的数字设备的环境中描述了本发明的示例性实施例，然而本领域的技术人员将认识到，本发明不限于这类数字设备，如本申请中所描述的，本发明可应用于任意数量的现有或新兴计算设备或环境。因此，本发明不应当限于任何单个实施例，而是相反，应当依照所附权利要求书的广度和范围来解释。

Claims (10)

1.一种应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于，所述系统包括：

悬挂旋转机构，用于在打桩机完成桩位打桩后，将需要下放到桩位内的钢筋笼悬挂在桩位上方并执行匀速旋转操作；

所述悬挂旋转机构还用于在自检本身处于控制其吊起的钢筋笼进行匀速旋转操作时，发出第一状态指令；

数据探测设备，设置在被悬挂的钢筋笼的侧面，与所述悬挂旋转机构连接，用于在接收到所述第一状态指令时，执行分时多帧的图像数据的采集，并将采集到的多帧图像数据进行图像内容的拼接操作，以获得对应的即时拼接图像；

定制处理机构，设置在所述悬挂旋转机构附近，与所述数据探测设备连接，用于对接收到的即时拼接图像陆续执行图像内容伽马校正处理以及边缘锐化，以获得对应的内容处理图像；

钢筋识别机构，与所述定制处理机构连接，用于在所述内容处理图像中寻找每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像，输出所述内容处理图像中的各条钢筋分别对应的各个钢筋子图像；

间距判断设备，与所述钢筋识别机构连接，用于对每两个相邻的钢筋子图像执行以下操作：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量，当所述各个像素行的间距像素数量的均方差超过预设均方差阈值时，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔不均匀钢筋对，否则，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔均匀钢筋对；

信号发送机构，与间距判断设备连接，用于在所述内容处理图像中存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对时，向附近的操控终端或者操控服务器发出笼体不规范指令；

其中，所述间距判断设备还用于对每两个相邻的钢筋子图像执行以下操作：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量，当各个像素行的间距像素数量中存在某一像素行的间距像素数量不在预设数量范围时，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔超限钢筋对，否则，将所述两个相邻的钢筋子图像判断为间隔标准钢筋对；

其中，所述悬挂旋转机构包括吊杆、旋转驱动设备、多级机械手臂和直流无刷电机，所述直流无刷电机用于驱动所述多级机械手臂执行钢筋笼的定位过程以及完成钢筋笼下放到桩位内的操作过程。

2.如权利要求1所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量以获得各个像素行的间距像素数量包括：获取在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上分别最邻近对方的两个像素，将所述两个像素之间的像素的数量作为在所述内容处理图像中所述两个相邻的钢筋子图像在每一像素行上的间距像素数量。

3.如权利要求2所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

在所述内容处理图像中寻找每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像包括：基于钢筋灰度分布范围在所述内容处理图像中识别每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像。

4.如权利要求3所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

基于钢筋灰度分布范围在所述内容处理图像中识别每一条钢筋所在的图像区域以作为对应的钢筋子图像包括：将在所述内容处理图像中灰度值在所述钢筋灰度分布范围内的每一个像素作为目标像素，对所述内容处理图像中的各个目标像素进行去孤立像素后的组合以获得所述内容处理图像中各条钢筋分别所在的各个图像区域。

5.如权利要求4所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

所述信号发送机构还用于在所述内容处理图像中不存在间隔超限钢筋对和/或间隔不均匀钢筋对时，向附近的操控终端或者操控服务器发出笼体规范指令。

6.如权利要求5所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

所述悬挂旋转机构还用于在自检本身处于寻找其吊起的钢筋笼的定位过程时，发出第二状态指令。

7.如权利要求6所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

所述数据探测设备还用于完成当前拼接操作后，向所述悬挂旋转机构发送拼接完成指令。

8.如权利要求7所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

所述悬挂旋转机构在接收到所述拼接完成指令时，启动将其吊起的钢筋笼下放到桩位内的处理过程，同时发出第三状态指令；

其中，所述数据探测设备还用于在接收到所述第二状态指令或者所述第二状态指令时，不执行分时多帧的图像数据的采集。

9.如权利要求8所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

所述数据探测设备包括微控子设备、现场定时子设备、图像采集子设备和数据拼接子设备，所述图像采集子设备分别与所述现场定时子设备和所述数据拼接子设备连接。

10.如权利要求9所述的应用匀速旋转的钢筋笼外形检验系统，其特征在于：

所述图像采集子设备用于基于所述现场定时子设备发送的定时信号执行分时多帧的图像数据的采集；

所述数据拼接子设备用于将采集到的多帧图像数据进行图像内容的拼接操作，以获得对应的即时拼接图像；

其中，所述微控子设备分别与所述现场定时子设备、所述图像采集子设备和所述数据拼接子设备连接，用于控制所述现场定时子设备、所述图像采集子设备和所述数据拼接子设备是否进入省电模式。

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