[发明专利]远距离量测裂缝的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明是一种远距离量测裂缝的方法及其装置，尤指一种使用雷射光束组成的雷射图案的形变而用以分析裂缝的长宽等参数的远距离量测裂缝的方法及其装置。

背景技术

建筑物于墙体上出现裂缝即是结构安全上的一项警讯，即便是细小的裂缝，若不及时进行补强，仍有可能在日益扩大之下，暴露出内部的钢筋而增加其锈蚀的可能，进而危害到安全性。

中国台湾地区因其地理关系而长年遭受台风、水患、地震等灾害侵袭，因此建筑物或是工程结构物也有较高的可能产生裂缝而逐渐老化、劣化，这对人民生命财产构成了严重威胁。因此，如何让工程养护单位在对于桥梁、坝体、隧道等建筑工程进行维护管理时，能确实地检测及追踪裂缝的状态即是重要且必须面对的课题。

传统上，当混凝土建物有裂缝产生时，对于量化裂缝的长度及宽度的方法为接触性的人工量测，也就是使用手持式的裂缝量尺进行判读，或是透过超音波做检测；然而此些人工量测的方式不但费时费力，且量测结果非唯一性，再者，有些裂缝位置并不容易到达，因此在大量施作上有其困难。

而近年来，已有越来越多的专家学者利用影像辨识来获得图像上的裂缝信息，但基本上，虽然此些习知技艺都可能得到图像上的裂缝信息，例如长度、宽度等，但这些尺度都是影像上画素(pixel)的大小，故需再透过参考比尺的转换关系才能得到实际的裂缝参数。目前仍未有人提出一个简易又实用的方式来提供图像上的参考比尺。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种远距离量测裂缝的方法，其先透过雷射光束照射裂缝的一侧，而后进行拍摄及影像分析处理，使用者完全不需要到现场近距离量测或放置参考对象，具有安全性与便利性。

本发明的次要目的，是提供一种远距离量测裂缝的方法，其藉由雷射光束本身的低发散性而让量测距离提升到远距，即便是相隔很远也不影响准确度。

本发明的另一目的，是提供一种远距离量测裂缝的方法，其仅需于取得相关参数以及拍摄图像后即可做分析处理，因此可应用于无人监测系统，并且快速地将数据传输至远程做统一分析。

本发明的再一目的，是提供一种远距离量测裂缝的装置，其可对具有裂缝的墙面投射所需要的雷射光束，以搭配本发明的方法做准确的裂缝量测。

因此，本发明揭示了一种远距离量测裂缝的方法及其装置，其于方法中包含步骤：移动一雷射光点投射器，使该雷射光点投射器与一墙面的法线方向平行；移动该雷射光点投射器一水平角度以及一垂直角度，使该雷射光点投射器对准至一投射点，该投射点位于该墙面的一裂缝的一侧；投射一雷射图形至该投射点；拍摄该投射点以及该裂缝，取得一变形图像；以及还原该变形图像为一正交影像，取得该裂缝的一参数。透过此些步骤，使用者即可在安全无疑虑之下准确地获得裂缝的长度及宽度等数值。

实施本发明产生的有益效果是：透过本发明所揭示的远距离量测裂缝的方法及其装置，先利用多点且已知形状的雷射光点投射到远距离墙面的裂缝旁，然后利用几何计算以获得各雷射光点之间在墙面上的相对坐标与实际距离，作为裂缝的参考长度；然后利用照相机在远处将裂缝与雷射光点影像一起照下来，针对图像利用影像辨识技术将裂缝相关参数计算出来，使用者完全不需要到现场近距离量测或放置参考对象，无疑是具有安全性与便利性的远距离量测裂缝的技术。

附图说明

图1：其为本发明的步骤流程图；

图2：其为本发明对准雷射光点投射器而使的与墙面的法线方向平行的示意图；

图3A：其为本发明于水平角度移动雷射光点投射器的示意图；

图3B：其为本发明于垂直角度移动雷射光点投射器的示意图；

图3C：其为本发明于投射雷射图形至投射点的示意图；

图4：其为本发明的雷射图形截面示意图；

图5A：其为本发明的平行雷射光束式雷射光点投射器的投射口示意图；

图5B：其为本发明的可调角度雷射光束式雷射光点投射器的投射示意图；

图6：其为本发明的一较佳实施例使用平行雷射光束式的投射坐标示意图；

图7：其为本发明的一较佳实施例的变形图像与正交影像照片；

图8A～8D：其为本发明的例1的实际操作影像照片；

图9A～9C：其为本发明的例2的实际操作影像照片；以及

图10A～10D：其为本发明的例3的实际操作影像照片；

【图号对照说明】

1  雷射光点投射器      11 投射口

12 滑轨                13 雷射光源

14 投射器本体          15 投射面