一种基于嵌入式的建筑物表面裂缝检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑物质量检测设备，特别涉及一种基于嵌入式的建筑物表面裂缝检测装置。
【背景技术】
[0002]裂缝广泛存在于桥梁、路面、墙体等建筑物表面，是建筑物损坏的主要危害来源之一。我国建筑物数量庞大，但总体检测技术状况不容乐观，亟需高效、便携、准确的检测手段，这对保障工程安全、防止事故具有重要意义。
[0003]裂缝检测分为近距离测量和远距离测量，传统的裂缝检测手段大多只针对近距离测量，主要有裂缝宽度标尺法、裂缝显微镜法和人工读数方式的裂缝检测仪法三种。其中，裂缝宽度标尺使用简单，但测量范围小，精度低，一般用作粗测;裂缝显微镜具有一定的测量范围和测量精度且价格便宜，是目前国内主要的裂缝检测方法，但需要人工观察显微镜并读数记录，劳动强度高、人为误差大;人工读数方式的裂缝检测仪使用前端摄像头采集裂缝图像，在显示屏上显示，并通过屏幕上的电子标尺人工读数，在一定程度降低了劳动强度，但依然具有人为误差大的缺点。
[0004]嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁剪，对硬件的体积、成本、功耗等有严格要求的专用计算机系统，基于嵌入式技术的裂缝检测仪可实现智能化和小型化，代表了裂缝检测领域的发展趋势。
[0005]例如申请公布号CN 103808368 A的专利文献公开了一种便携式钢筋混凝土检测仪，包括有处理器和钢筋混凝土检测传感器，钢筋混凝土检测传感器将检测数据传送给处理器，所述处理器为智能手机或便携式电脑，所述钢筋混凝土检测传感器为裂缝显微镜。上述检测仪由于将传统的钢筋混凝土检测仪中的带有显示功能的处理器更换为智能手机或便携式电脑，并在智能手机或便携式电脑中安装了相应的软件，不仅解决了传传的处理器体积庞大不便携带的问题，而且还大大降低了成本。
[0006]但是上述的这类产品仍有以下不足:第一，绝大多数都是只针对近距离测量的；第二，现有的远距离测量都是采用望远镜自带的分划板、十字丝等来测量被测物与仪器间的距离，一来精度不高、影响最终裂缝检测精度，二来望远镜自带的测距功能使用比较麻烦；第三，目前还没有基于嵌入式技术且把近距离和远距离测量整合在一台仪器的裂缝检测仪，用户往往需要同时购买近距离和远距离测量仪器，即增加了开支，也给一些同时有远近距离测量任务的工地使用带来了不便。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种基于嵌入式的建筑物表面裂缝检测装置，整合近距离和远距离裂缝检测模块，具有使用方便、体积小、便于携带等优点。
[0008]—种基于嵌入式的建筑物表面裂缝检测装置，包括机身，安装在机身上的光学镜头模块、图像采集模块、嵌入式处理计算模块以及供电模块，其特征在于，所述机身设有图像采集通道，所述光学镜头模块包括可拆卸安装在图像采集通道一端的近距离测量镜头和远距离测量镜头，所述图像采集模块包括安装在图像采集通道另一端用于接收经过近距离测量镜头或远距离测量镜头的光线的图像传感器及图像信号调理电路。
[0009]本发明中并不是简单地将两套测距系统整合，而是将近距离测量镜头和远距离测量镜头分别作为近距离和远距离裂缝检测的光学镜头，可拆卸地安装到同一图像采集通道中与图像采集模块配合以进行近距离或远距离裂缝图像的获取，通过一套图像采集模块、嵌入式处理计算模块和供电模块完成近距离和远距离两种测量，提高了检测装置的适用范围且不增加装置的体积，以保证装置的便携性。
[0010]为了提高远距检测的精度，优选的，还包括安装在机身上的红外测距模块。改善远距离测距功能，提供高精度、使用方便的测距方式。
[0011 ]具体的，为了方便制造和使用，优选的，所述红外测距模块包括:
[0012]红外信号发生器，安装在机架上用于向建筑物发射红外光；
[0013]第一分光镜，安装在远距离测量镜头和图像传感器之间的光线路径上，用于反射红外光和透射可见光；
[0014]红外传感器，接收第一分光镜反射的红外光，将光信号转换成电信号；
[0015]红外信号调理电路，用于接收红外传感器的输出信号并对其进行调理后传送至嵌入式处理计算模块进行测距计算。远距离测量镜头与红外信号发生装置用于远距离测量；分光镜表面有镀膜，可以反射红外光、透射可见光，这样可消除可见光对红外光的干扰。
[0016]为了装置整体结构的紧凑性，优选的，所述红外传感器安装在所述图像采集通道安装有图像传感器的一端，所述红外测距模块还包括将第一分光镜反射的红外光反射到红外传感器上的第二分光镜，所述第一分光镜和第二分光镜的反射面相互平行。所述红外传感器和图像传感器安装在同一侧，便于电路的紧凑连接，第一分光镜使红外光偏离图像采集通道，第二分光镜用于调节红外光的路径使其重新与图像采集通道平行。
[0017]为了方便使用，优选的，所述第一分光镜和第二分光镜安装在远距离测量镜头内。
[0018]为了方便制造和使用，优选的，所述红外信号发生器安装在图像采集通道的外壁上。
[0019]可拆卸的连接方式很多，为了使用方便，优选的，所述近距离测量镜头和远距离测量镜头与图像采集通道的端口之间通过螺纹连接。
[0020]为了提高近距检测的准确性，优选的，所述近距离测量镜头包括:
[0021 ]近距离测量镜筒，一端与图像采集通道可拆卸连接；
[0022]LED灯组，包括多个LED灯，多个LED灯安装在近距离测量镜筒的另一端且绕镜筒中心轴周向均勾分布；
[0023]显微物镜，安装在近距离测量镜筒内且位于中心轴上；
[0024]调焦机构。
[0025]为了提高远距检测的准确性，优选的，所述远距离测量镜头包括:
[0026]远距离测量镜筒，一端与图像采集通道可拆卸连接；
[0027I望远物镜，安装在远距离测量镜筒的另一端；
[0028]调焦镜，安装在远距离测量镜筒内可以沿轴向移动。
[0029]为了提高检测精度，本装置的光学镜头模块需要稳固地安装在机身上，优选的，所述机身与所述图像采集通道可拆卸连接，所述图像采集通道的外壁为圆管结构，所述机身上设有夹持机构，所述夹持机构包括下支撑台、上压板以及紧固件；
[0030]所述下支撑台具有与所述圆管底面匹配的弧形支撑面，所述上压板为与所述圆管顶面匹配的弧形挤压板；
[0031]所述紧固件包括固定在下支撑台上且分别位于图像采集通道两侧的两块弹性连接板以及将上压板两侧分别与对应侧的弹性连接板连接以使上压板产生向下压紧力的两根锁紧杆，所述锁紧杆基本水平布置且垂直所述图像采集通道。通过调节锁紧杆，拉紧弧形挤压板的两侧，使上压板变形，产生向下的压紧力，其中弹性连接板为弧形板，提高弹性。
[0032]所述的处理计算模块基于嵌入式技术，主要负责控制裂缝图像的采集存储、进行图像处理和计算裂缝尺寸信息，此外还分析经红外信号调理电路调理过的红外测距信号并计算仪器与被测物间距离。
[0033]所述的电源模块采用了可充电的锂电池与电源管理芯片，为近距离测量镜头的LED灯组、红外信号发生器、图像采集电路与红外测距电路、嵌入式处理计算模块提供电源。
[0034]本发明的有益效果:
[0035]本发明的基于嵌入式的建筑物表面裂缝检测装置把近距离和远距离裂缝测量单元整合在一台仪器，有效降低用户成本，并且通过对仪器结构的设计，在扩展其功能的同时保证了小型化和便携性。
【附图说明】
[0036]图1为本发明装置的框线结构示意图。
[0037]图2为本发明装置安装了远距离测量镜头的剖视示意图。
[0038]图3为本发明装置的安装示意图。
[0039]图4为远距离测量镜头与红外测距模块的工作原理图
[0040]图5为近距离测量镜头的结构示意图。
[0041 ] 图6为图5的左视图。
[0042]图7为本发明装置的显示屏的结构示意图。
[0043]图8为本发明的裂缝检测软件工作流程的线框图。
[0044]图中:1.支架、2.远距离测量镜头、3.图像获取通道、4.嵌入式处理计算模块、5.近距离测量镜头、6.建筑物、101.下支撑台、102.上压板、103.锁紧杆、104.弹性连接板、201.远距离测量镜筒、202.双胶合望远物镜、203.调焦镜、204.望远物镜压圈、205.调焦镜压圈、206.滑块、207.销钉、208.第一分光镜、209.第二分光镜、210.外螺纹、211.红外信号发生器、212.凸透镜、301.内螺纹、302.图像传感器、303.红外传感器、401.SD卡接口、402.USB接口、403.电源接口、404.液晶屏与触摸屏、501.白光LED、502.显微物镜压圈、503.显微物镜、504.调焦手轮、505.外螺纹。
【具体实施方式】
[0045]如图1所示，本实施例的基于嵌入式的建筑物表面裂缝检测装置包括:包括光学镜头模块、图像采集模块、红外测距模块、嵌入式处理计算模块以及电源模块。
[0046]如图2?7所示，本实施例在装有远距离测量镜头2时的具体结构包括:支架1、远距离测量镜头2、图像获取通道3和嵌入式处理计算模块4。
[0047]远距离测量镜头2尾部设有外螺纹210，图像获取通