[发明专利]一种基于三维红外热成像技术的建筑热工性能检测方法

摘要

本发明涉及一种基于三维红外热成像技术的建筑热工性能检测方法。目的是解决现阶段缺少将红外热像仪与三维扫描仪相结合对整体建筑围护结构热工性能检测评价的方法的问题。本发明包括以下步骤：确定拍摄站点、划分拍摄区域并拍摄、红外图像的拼接及温度区间划分、三维点云数据的处理及建模、三维红外成像叠加、热工性能计算、人机交互及分析评价。本发明提供的方法，将三维激光扫描仪与红外相机相结合对建筑维护结构进行检测，能准确定位缺陷位置，或取缺陷位置信息，弥补了传统红外检测技术的不足。

主权项

1.一种基于三维红外热成像技术的建筑热工性能检测方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)确定拍摄站点：勘查待测建筑物外部结构及周围环境，根据建筑物外部结构特征及周围地形地貌特征，合理确定三维激光扫描仪及红外热像仪的拍摄站点，布设三维激光扫描仪及红外热像仪；(2)划分拍摄区域并拍摄：根据三维激光扫描仪及红外热像仪的拍摄位置和仪器性能，将待测建筑各个立面合理划分成数个拍摄区域，通过各个拍摄站点的三维激光扫描仪及红外热像仪对拍摄区域分别进行拍摄，获取各拍摄区域的三维点云数据和红外热像图以及所拍摄的红外热像图每个像素点的温度信息，通过数据传输系统将三维点云数据、红外热像图和相关温度信息传回上位机；(3)红外图像的拼接及温度区间划分：将步骤(2)得到的待测建筑各个拍摄区域的红外热像图经过去噪、增强处理，利用HARRIS算子提取特征点，用RANSEC算法去除错误匹配，基于特征点的匹配，进行红外图像的拼接，形成待测建筑的整体红外热像图；按照所获取的红外热像图每个像素点的温度选定基点温度区间，然后将上述步骤得到的整体红外热像图按基点温度区间范围划分成若干个温度区间，并将每个不同范围的温度区间用不同深度的颜色表示，形成温度区间图像；(4)三维点云数据的处理及建模：将步骤(2)得到的待测建筑各个拍摄区域的点云数据进行点云滤波处理去除多余的点云，处理后的点云数据导入AuToCAD进行建筑线框图的构造，将在AuToCAD中建立的相应的图层依次导入3Dmax进行建模，形成建筑整体三维模型；在拍摄区域内视线良好处张贴靶纸作为像控点，每个拍摄站点的拍摄范围内设置不少于三个像控点，采用全站仪测出每个像控点的坐标(X控，Y控，Z控)，结合三维激光扫描仪扫描得到的靶纸坐标，对建筑模型进行位置校正；(5)三维红外成像叠加：通过上位机，利用ICP算法和罗德里格算法对步骤(3)得到的温度区间图像的相应像素点经坐标转换映射到步骤(4)得到的建筑整体三维模型各坐标点，建立三维点云与对应的温度区间图像像素间的映射关系，将温度区间图像与三维模型进行叠加形成建筑模型；并将步骤(2)得到的各个像素点的温度值与像素点一一对应，赋予到整体建筑模型上；(6)热工性能计算：根据上述步骤得到的待测建筑整体温度区间图像计算建筑外表面的热工缺陷程度、传热系数误差率和气密性，并储存在数据库中；(7)人机交互：经步骤(5)所得建筑模型转换成VRML格式输出，导入虚拟现实设备中，通过佩戴VR眼镜观测建筑整体情况；(8)分析评价：对比数据库中的测量数据与现行绿色建筑评价标准规定，依据实际建筑对被动式建筑、既有建筑、装配式建筑等不同类型建筑的围护结构热工性能情况作出专项分析评价，生成相应的检测报告。