CN113375580B - 基于图像处理的钢筋横肋末端最大间隙测量方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于图像处理的热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙测量方法及系统，该测量方法步骤如下：S1，对待检测的热轧带肋钢筋一面上的三个横肋末端位置进行标记，并测量所标记的三个横肋末端位置之间的距离；S2，调整钢筋的放置位置，利用相机采集钢筋的数字图像；S3，通过图像处理软件将采集的数字图像按比例还原至与所测量的热轧带肋钢筋的实际尺寸相一致；S4，通过图像处理软件分别标记钢筋纵肋两侧的横肋末端位置，并拟合出两条直线；分别测量所标记的横肋末端位置处两条拟合直线之间的距离，取其平均值即可得到横肋末端最大间隙。本发明所述的测量方法无需依赖操作人员的知识水平和操作水平，可以有效避免人为操作所带来的测量误差。

Description

基于图像处理的钢筋横肋末端最大间隙测量方法及系统
技术领域
本发明涉及建筑钢材检测领域，具体涉及一种可以高效、精确、快速地实现热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙测量的方法及与其配套使用的测量系统。
背景技术
自《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB/T 1499.2-2018代替GB/T1499.2-2007实施以来，横肋末端最大间隙fi作为热轧带肋钢筋尺寸测量中的一个重要参数得到了保留，但是国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB/T 50204-2015中钢筋分项工程只要求对钢筋的屈服强度、抗拉强度、伸长率、弯曲性能和重量偏差进行检验。对于尺寸测量要求较为严格的天津市工程建设标准《天津市建筑工程施工质量验收资料管理规程》DB/T 29-209-2020也只要求检测钢筋的内径、横肋高、纵肋高、肋间距等四个参数，对于横肋末端最大间隙fi也没有进行强制要求。这就导致不同技术人员因技术水平或理解能力差异，对该参数的测量在不同实验室内，所用方法不一致，进而导致横肋末端最大间隙测量误差较大。
发明内容
基于现有针对热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙的测量缺乏普遍适用的标准工程方法，本发明提供了一种通过数字图像处理的方式，模拟实际检测的钢筋尺寸，并运用图像处理软件结合简单的数学算法，高效、精确、快速地确定热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙的测量方法及与其配套使用的测量系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙测量系统，包括测量基座、相机以及图像处理系统；其中：
所述测量基座上开设有用于放置热轧带肋钢筋的卡槽，所述卡槽一端设有与测量基座相固定的连接立板，连接立板上设有垂线，所述垂线用于辅助判断放置于卡槽内的热轧带肋钢筋两个纵肋之间的截面是否与水平面相垂直；
所述相机设置于卡槽的正上方，用于采集放置于卡槽内的热轧带肋钢筋的数字图像；
所述图像处理系统可基于相机采集的数字图像计算出热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙。
作为优选，所述图像处理系统与相机相连接。
本发明还提供了一种基于上述测量系统进行热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙测量的方法，具体包括以下步骤：
S1，首先，将待检测的热轧带肋钢筋放置于水平桌面上，对钢筋一面上第1个、第6个以及第11个横肋末端位置进行标记，并利用游标卡尺测量所标记的第1个与第11个横肋末端位置之间的距离L1，精确到0.01mm；
S2，将测量基座放置于水平桌面上，将热轧带肋钢筋放置于测量基座上的卡槽中，调整钢筋的放置位置至钢筋两个纵肋之间的截面与水平桌面相垂直，然后将相机的镜头调整至热轧带肋钢筋的正上方，并采集钢筋的数字图像；
S3，将相机采集的钢筋数字图像传输至图像处理系统，图像处理系统通过图像处理软件再次读取步骤S1中所标记的第1个与第11个横肋末端位置之间的距离L2，根据L1与L2之间的比例关系，将数字图像按比例还原至与步骤S1中所检测的热轧带肋钢筋实际尺寸相一致；
S4，通过图像处理软件分别标记步骤S3中处理得到的数字图像中，钢筋纵肋两侧的横肋末端位置，并拟合出两条直线；再分别测量所标记的纵肋两侧横肋末端位置处，两条拟合直线之间的距离，取多个测量结果的平均值，作为热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙。
进一步地，步骤S2中，对所述热轧带肋钢筋放置位置进行调整时，钢筋两个纵肋之间的截面应投影在连接立板的垂线上。
进一步地，所述步骤S3中，可通过USB接口将相机采集的数字图像传输至图像处理系统中，所述图像处理系统所用图像处理软件为AutoCAD。
进一步地，所述步骤S4中的测量结果应精确至0.01mm，数值修约与判定应符合YB/T 081-2013的规定。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明提出了一种用于热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙测量的方法，该方法基于数字图像处理的方式，通过AutoCAD软件将数字图像还原至与钢筋实际检测尺寸相一致，并通过直线拟合的方法，可快速得到横肋末端最大间隙fi的测量结果，可以应用于判断热轧带肋钢筋的产品质量，是否满足国家标准《钢筋混凝土用钢第2部：热轧带肋钢筋》GB/T1499.2-2018中对该参数的相关要求。
2、本发明能够实现对钢筋横肋末端最大间隙fi的快速精准测量，可以消除不同技术人员因技术水平或理解能力差异导致该参数的测量方法不一致，继而导致的产品测量结果误差较大；同时，本发明所述的测量方法能够实现对热轧带肋钢筋6～50mm产品全范围内的横肋末端最大间隙的测量。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述测量系统的结构示意图。
图2为本发明实施例所述热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙的测量原理图。
标号说明：1、测量基座；2、卡槽；3、连接立板；31、垂线；4、相机；5、纵肋；6、横肋；7、横肋末端位置；8、拟合直线；9、计算机；A、第1个横肋末端位置；B、第6个横肋末端位置；C、第11个横肋末端位置；fi、横肋末端最大间隙。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：如图1所示，一种热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙测量系统，主要由相机4、测量基座1以及图像处理系统组成。其中：
所述测量基座1上开设有用于放置热轧带肋钢筋的卡槽2，所述卡槽2一端设有与测量基座1相固定的连接立板3，连接立板3上设有垂线31；
所述相机4设置于卡槽2的正上方。
其中，在本实施例1中，所述相机4用于采集放置于卡槽2内的热轧带肋钢筋的数字图像；所述垂线31用于辅助将放置于卡槽2内的热轧带肋钢筋调整至钢筋的两个纵肋之间的截面与水平面相垂直，以保证所需测量的钢筋横肋末端位置，全部处于相机采集的视野范围内。
此外，在本实施例1中，所述相机可直接与图像处理系统相连接；也可以直接将相机采集的数据拷贝后，上传至图像处理系统，由图像处理系统利用一定的方法进行图像处理，分析，并计算得出热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙。如图1所示，所述图像处理系统为计算机9。
实施例2：如图1至2所示，一种基于图像处理的钢筋横肋末端最大间隙测量方法，具体包括如下步骤：
S1，首先，将待检测的热轧带肋钢筋放置于水平桌面上，对钢筋一面上的第1个、第6个以及第11个横肋末端位置进行标记，并利用游标卡尺测量所标记的第1个与第11个横肋末端位置之间的距离L1，精确到0.01mm；
其中，如图2所示，A为所标记的第1个横肋末端位置、B为所标记的第6个横肋末端位置，C为所标记的以及第11个横肋末端位置，相邻两个横肋末端位置之间间隔的横肋数目均为5个，以保证测量结果的准确性及代表性；将L1除以10即为横肋间距，应精确到0.1mm，这也是测量钢筋平均肋距的方法。
S2，将实施例1所述的测量基座放置于水平桌面上，将热轧带肋钢筋放置于测量基座1上的卡槽2内；调整钢筋的放置位置至钢筋两个纵肋之间的截面与水平桌面相垂直，然后将相机的镜头调整至热轧带肋钢筋的正上方，并采集钢筋的数字图像；
S3，将相机采集的钢筋数字图像通过USB接口传输至计算机内，并插入图像处理软件AutoCAD中，通过AutoCAD再次读取步骤S1中所标记的第1个与第11个横肋末端位置(A、C)之间的距离L2，根据L1与L2之间的比例关系，将数字图像按比例还原至与步骤S1中所检测的热轧带肋钢筋实际尺寸相一致；
其中，L1与L2之间的比例关系值K的计算公式为：K＝L1/L2，通过计算K*L2可将数字图像按比例还原至与钢筋实际尺寸相一致；
S4，在步骤S3中处理得到的数字图像中，通过AutoCAD在钢筋纵肋5两侧的横肋末端位置处，拟合出两条直线8；再分别测量所标记的纵肋两侧横肋末端位置(A、B、C)处，两条拟合直线之间的距离：g1、g2、g3，取测量结果的平均值，作为热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙fi(如图2所示)，精确到0.01mm，数值修约与判定应符合YB/T 081-2013的规定；
其中，fi的计算公式如下：
Figure BDA0003155673170000041
其中，在本实施例2所述的测量方法中，步骤S2中，所述热轧带肋钢筋的位置调整可以垂线31为参照，当钢筋的两个纵肋之间的截面投影在垂线上时，表示钢筋的位置已调整至要求位置。
本实施例2所述的热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙测量方法与现有常规横肋末端最大间隙测量方法相比，主要有以下优点：
(1)本发明所述的测量方法无需依赖操作人员的知识水平和操作水平，可以有效避免人为操作所带来的测量误差；
(2)基于数字图像处理的测量方法，具有简单、实用、快速、高效的特点；同时测量结果可靠性强、准确性高，可以有效反馈所检测的热轧带肋钢筋的实际产品质量；
(3)本发明所述的测量方法可以作为业内测量热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙的普遍适用方法，以解决目前针对该参数缺乏统一的测量方法，而导致数据测量偏差较大的问题。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于图像处理的钢筋横肋末端最大间隙测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，首先，将待检测的热轧带肋钢筋放置于水平桌面上，对钢筋一面上第1个、第6个以及第11个横肋末端位置进行标记，并利用游标卡尺测量所标记的第1个与第11个横肋末端位置之间的距离L1，精确到0.01mm；
S2，将测量基座放置于水平桌面上，将热轧带肋钢筋放置于测量基座上的卡槽中，调整钢筋的放置位置至钢筋两个纵肋之间的截面与水平桌面相垂直，然后将相机的镜头调整至热轧带肋钢筋的正上方，并采集钢筋的数字图像；
S3，将相机采集的钢筋数字图像传输至图像处理系统，图像处理系统通过图像处理软件再次读取步骤S1中所标记的第1个与第11个横肋末端位置之间的距离L2，根据L1与L2之间的比例关系，将数字图像按比例还原至与步骤S1中所检测的热轧带肋钢筋实际尺寸相一致；
S4，通过图像处理软件分别标记步骤S3中处理得到的数字图像中，钢筋纵肋两侧的横肋末端位置，并拟合出两条直线；再分别测量所标记的纵肋两侧横肋末端位置处，两条拟合直线之间的距离，取多个测量结果的平均值，作为热轧带肋钢筋横肋末端最大间隙。
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的钢筋横肋末端最大间隙测量方法，其特征在于，步骤S2中，对所述热轧带肋钢筋的放置位置进行调整时，钢筋两个纵肋之间的截面应投影在连接立板的垂线上。
3.根据权利要求1所述的基于图像处理的钢筋横肋末端最大间隙测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，可通过USB接口将相机采集的数字图像传输至图像处理系统中，所述图像处理系统所用图像处理软件为AutoCAD。
4.根据权利要求1所述的基于图像处理的钢筋横肋末端最大间隙测量方法，其特征在于，所述步骤S4中的测量结果应精确至0.01mm。
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