[发明专利]一种圆柱体异形鼓曲检测装置与识别方法

摘要

本发明公开了一种圆柱体异形鼓曲检测装置与识别方法，该装置包括摄像机、激光测距仪、水平仪和三脚架，将单目视觉与激光组合用于检测钢管混凝土柱在受到低周反复荷载后出现异形鼓曲的最大直径。本发明可以满足测量的需求，提高了测量装置的机动性、灵活性及其测量的准确性，避免频繁轮流使用互相分离的摄像机与激光测距仪而降低测量效率与测量精度，而且使用基于二次灰度值处理的霍夫变换，寻找和计算与鼓曲最大直径两端点处相切的圆，并进行二次灰度阈值处理，减少剩余的噪点，可获得试件精确的最大鼓曲位置以及异形鼓曲的最大直径。

主权项

1.一种圆柱体异形鼓曲检测识别方法，其特征在于包括下述步骤：(1)试件加载：对试件加载，获得带有异形鼓曲面的钢管混凝土柱；将白色挡板放在钢管混凝土柱的后方，正对着摄像机且紧贴着异形鼓曲面；(2)摄像机标定和像素标定：通过摄像机标定来获取用于校正拍摄图像畸变的摄像机内部参数和畸变参数；通过像素标定来得到像素距离与实际物理距离的转换关系，即单位像素对应的毫米长度；(3)获取异形鼓曲的数字图像并去畸变：通过摄像机捕获异形鼓曲的数字图像，然后根据摄像机的标定结果对异形鼓曲的数字图像进行畸变校正，得到异形鼓曲的校正图像；(4)灰度化与平滑：将异形鼓曲的校正图像进行灰度化，将其红、绿、蓝三个分量以不同的权值进行加权平均；然后用高斯函数对检测区域进行平滑处理，获得异形鼓曲的平滑单通道灰度图像；(5)激光测距：用激光测距仪测量摄像机到白色挡板的距离，建立实际曲线边缘点与成像边缘参数之间的映射关系、像素与检测目标的数学转换关系；(6)改进的Canny边缘检测：使用快速定义阈值的Canny算法，得到异形鼓曲的边缘图像；(7)鼓曲最大像素宽度求取：使用基于二次灰度值处理的霍夫变换，寻找和计算与异形鼓曲最大直径两端点处相切的圆，并进行二次灰度阈值处理，减少剩余的噪点；(8)计算钢管混凝土柱最大鼓曲直径：建立几何模型，通过物理参数转换，计算得到异形鼓曲的最大鼓曲直径与鼓曲高度。