[发明专利]高空建筑物温度分布与表面裂缝远程监测系统及监测方法

摘要

高空建筑物温度分布与表面裂缝远程监测系统及监测方法，包括支撑旋转云台的三脚架，数据分线器，可滑动支架，旋转云台上搭载图像采集装置和数字温度采集器；激光测距仪用于精确测量被测表面与观测点之间的距离；两种镜头尾部均连接数字相机用以观测，短焦镜头用于巡检高空建筑物表面，确定缺陷区域，再用长焦镜头配以数字相机拍照；通过将数据传输至计算机进行图像处理获取裂缝长度与宽度；通过区域逐行扫描获取建筑物表面单点温度值并进行表面温度场重建的方法，最终得到建筑物表面的裂缝分布情况以及二维温度场；可同时实现高空建筑物表面温度场重建以及表面裂缝监测，有效的提高了高空建筑物表面检测的安全性以及效率。

主权项

1.高空建筑物温度分布与表面裂缝远程监测系统，其特征在于，包括有三角支架，三角支架支撑二维旋转云台；二维旋转云台上搭建有可滑动支架；可滑动支架上设有图像采集装置和数字温度采集器；图像采集装置和数字温度采集器分别通过数据线与数据分线器相连；数据分线器与计算机连接；/n所述的图像采集装置包括长焦镜头、短焦镜头、数字相机和激光测距仪；/n所述的数字温度采集器包括远程非接触式高精度红外测温传感器、激光瞄准器；/n所述的计算机装载有监控软件，监控软件包括云台控制模块、裂缝检测模块、表面温度场重建模块；/n所述计算机软件端云台控制模块用于发送控制指令，控制二维旋转云台搭载图像采集装置进行观测，根据被测建筑物方位进行水平和垂直方向的旋转或暂停；所述的表面温度场重建模块，首先进行温度修正，利用修正后有限的区域温度值结合样条插值法建立建筑物表面二维温度场；/n所述的长焦镜头、短焦镜头的尾端均连接数字相机，短焦镜头尾端连接数字相机用于巡检，确定缺陷区域；长焦镜头尾端连接数字相机对缺陷区域进行拍照，通过串口数据线将采集到的图像传输至计算机端；所述激光测距仪安装在长焦镜头的同轴外侧，用于测量观测点与被测缺陷表面的距离；/n所述数字相机通过棋盘标定，获取相机的焦距、径向畸变、切向畸变参数，利用畸变参数对拍摄的建筑物表面影像进行畸变校正；/n所述数字温度采集器，通过激光瞄准方式对准待测位置，进而利用远程非接触式高精度红外测温传感器获取建筑物表面各点的温度值，通过数据线将采集到的温度数据传输至计算机端；/n所述的激光瞄准器用于瞄准建筑物表面待测点，提高测量准确度；所述远程非接触式高精度红外测温传感器用于获取建筑物表面的单点温度值；/n所述的旋转云台采用高精度伺服电机驱动，高精度伺服电机驱动旋转云台在垂直空间和水平空间内的旋转与定位，在垂直方向和水平方向上的定位角度分辨率均为0.01°，重复定位精度为0.1°，垂直方向角度范围为-60°～70°，水平方向角度范围为0°～300°；所述可滑动支架可以横向调整安装的位置；/n所述的远程非接触式高精度红外测温传感器，根据水泥及混凝土温度范围及发射率作为参数依据选取测温传感器，测温范围为-10～150℃，分辨率为1℃，距离系数300:1，工作环境温度为-15～70℃，发射率为0.95，光谱范围为8～4um；/n所述的裂缝检测模块又包括图像预处理模块、图像拼接、裂缝轮廓提取模块、裂缝参数计算模块；/n图像预处理模块，对拍摄的建筑物表面图像进行畸变校正，图像增强，去运动模糊，以复原裂缝的细节信息并提高图像视觉质量；/n图像拼接模块，对预处理后的各个区域的表面图像进行拼接获得整个建筑物表面大尺度完整图像；/n裂缝轮廓提取模块，利用形态学和区域生长相结合，裂缝细化与连接，获取完整的裂缝条纹提取骨架；/n裂缝参数计算模块，结合相机参数测量建筑物表面裂缝的实际物理长度与宽度。/n