[发明专利]一种基于球型摄像机拍摄隧道墙面裂缝的装置与方法

说明书

本发明涉及一种基于球型摄像机拍摄隧道墙面裂缝的装置与方法，包括球型摄像机与平面镜装置，通过数学计算，得到镜面与摄像机的旋转角度；平面镜安装在裂缝区域附近，调整平面镜角度后，待球型摄像机视线与裂缝虚像平面垂直，拍摄镜面中的裂缝成像，在拍摄过程中调整相机焦距，尽可能覆盖隧道墙面上裂缝信息，获取裂缝图片；利用平面镜装置的球型摄像机拍摄方法，可以避开大量无关背景对隧道墙面裂缝成像的干扰，大大提高隧道墙面裂缝图片的清晰度。同时，在保证每次拍摄时所获取的照片呈正视图的前提下，本发明可以极大的减少后期隧道墙面裂缝分析相关工作的繁杂性，并且提高隧道墙面裂缝数据分析的精确性。

技术领域

本发明涉及一种基于球型摄像机拍摄隧道墙面裂缝的装置与方法，属于土木工程结构健康监测领域，尤其属于裂缝监测技术领域。

背景技术

裂缝是土木工程中最常见且成因较为复杂的缺陷，裂缝的出现对建筑物本身会产生安全与使用上的影响，随着外部有害成分的侵入，会使得裂缝持续扩大与劣化，极有可能造成工程事故。当下，国内现有的隧道由于使用年限较长，因各部位的老化变形、裂缝渗漏等问题而造成危害的事故屡见不鲜，因此对其监测显得极为必要。

目前，对于隧道内的裂缝大多采用计算机视觉进行分析监测，即在裂缝旁安装标识，球型摄像机拍摄照片，通过云端传输到计算机进行图像处理分析的方式来实现裂缝的实时监测。此方式对于采集的照片质量与成像角度要求较高。在实际工程中，球形摄像机在拍摄以裂缝为主要背景的情况下，所获取的照片大多会出现模糊不清的问题，导致照片精度不高，不利于后续分析工作的开展；同时，由于裂缝所在位置平面与摄像机视线不垂直，所获取的照片会呈现斜拍角度，导致后期图像分析时获得裂缝的数据误差较大。

因此，在保证危险性小、安全性高的情况下，要实现对隧道等复杂工程中所出现裂缝的高质量拍摄，需要一种基于球形摄像机拍摄裂缝的装置与方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于球型摄像机拍摄隧道墙面裂缝的装置与方法。

球型摄像机对隧道内的裂缝进行拍摄的装置，包括一面平面镜与旋转支架，为了保证镜面安全，设计时已经注意了镜面与墙壁的安全距离。利用物理学中平面镜成像原理，在使用过程中，通过旋转支架，镜面可以根据实际工程的需要进行角度调整，使得裂缝在镜面成像，从而保证球形摄像机能够拍摄到裂缝的正视图；镜面除了起到反射成像作用之外，可以改善成像质量，当摄像机直拍镜面时，避免了大面积无关背景的影响。

基于球形摄像机拍摄隧道墙面裂缝的方法，包括球形摄像机与相关辅助装置，即在拍摄准备期时，保证裂缝虚像与摄像机视线垂直条件下，通过数学计算得到镜面旋转角度，将平面镜准确安装在裂缝区域附近；通过裂缝在镜面的成像，使得摄像机视线与裂缝虚像垂直，然后进行拍摄裂缝工作。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于球型摄像机拍摄隧道墙面裂缝的装置与方法，可以用于监测建筑物裂缝的发展情况。这种方法具有如下的优点：该方法利用在裂缝区域附近安置平面镜的方式，可以使得裂缝在镜面成像，实现球型摄像机抓取裂缝正视图，大大减少了后期图像分析工作的繁杂性，提高了实时裂缝数据的精确性。

该方法实现便捷、成本较低，只需要将平面镜安装在裂缝所在平面即可实现；在保证抓取正视图的同时，由于镜面框架的限制性，避开了大量无关背景对于图像质量的影响，能够准确提取裂缝附近的核心区域，为后续工作的开展具有重大意义。该方法的应用很广泛，不仅适用于进行隧道上的裂缝获取的专业拍摄，也适用于对各种立面上的对象进行细节性拍摄。

附图说明

图1是本发明装置的拍摄裂缝平面图；

图2是本发明装置的安装位置示意图；

图中：1-标识，2-旋转支架，3-平面镜，4-球型摄像机。

具体实施方式