一种连接节点及裂纹识别方法与流程

本申请属于公众安全技术领域，特别是涉及一种连接节点及裂纹识别方法。

背景技术：

临时舞台及临时滑雪场等娱乐性文体设施，结构多由具有可拆卸功能的构件通过连接节点组成，具有拆装方便、可反复使用等优点，近年来，随着文体产业的蓬勃发展，各种临时性文体活动不断，得到了广泛地应用。当前临时舞台下部结构与临时滑雪道等面板的支承结构多是采用传统建筑模板支撑架体搭建而成，但是所承受的舞台舞美者或雪道滑雪群体的人群荷载特征明显不同于混凝土楼板荷载，架体在应用过程中事故频发，亟需解决临时娱乐性文体设施的的安全性问题。

传统结构设计中的“强节点弱构件”要求节点具有较高的安全冗余度，但是在临时结构中由于节点的可拆卸性，大大降低了节点的抗力性能。特别是在临时滑雪道支撑面板的节点，仍是采用传统的平顶可调支座，而由于雪道为斜坡形式，这种支座顶部与面板梁的接触面非常小，存在严重的应力集中的偏心现象，从而使节点和结构存在巨大的安全隐患。不仅如此，节点是杆件间受力交汇和传递区，在反复使用过程中易出现裂纹，而当裂纹累计并扩展到一定程度，会使得节点功能失效。

传统肉眼识别具有强随机性和限制性，不能快速精确地识别节点裂纹来消除潜在裂纹及扩展。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

基于传统肉眼识别具有强随机性和限制性，不能快速精确地识别节点裂纹来消除潜在裂纹及扩展的问题，本申请提供了一种连接节点及裂纹识别方法。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种连接节点，包括依次连接的第一梁柱、第二梁柱和立柱，所述第一梁柱与所述立柱连接，所述立柱上设置有标志板。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一梁柱、所述第二梁柱与所述立柱通过连接板组件连接，所述连接板组件包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第一连接板、所述第二连接板和所述第三连接板固定连接，所述第一梁柱与所述第一连接板连接，所述第二梁柱与所述第二连接板连接，所述立柱与所述第三连接板连接，所述标志板设置于所述第三连接板上。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一连接板上设置有若干第一连接孔，所述第一梁柱通过所述第一连接孔与所述第一连接板连接，所述第二连接板上设置有若干第二连接孔，所述第二梁柱通过所述第二连接孔与所述第二连接板连接，所述第三连接板上设置有若干第三连接孔，所述立柱通过所述第三连接孔与所述第三连接板活动连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第三连接孔为长条形或者圆形，所述立柱与所述第三连接板可相对转动。

本申请提供的另一种实施方式为：所述连接板组件为十字形板。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一梁柱为纵梁，所述纵梁截面为槽型，所述第二梁柱为横梁，所述横梁截面为槽型。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一连接孔为螺栓孔，所述第一连接孔为4个；所述第二连接孔为螺栓孔，所述第二连接孔为4个。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第三连接孔包括螺栓孔和滑动孔，所述螺栓孔为1个，所述滑动孔为4个。

本申请还提供一种裂纹识别方法，所述方法包括如下步骤：

1)、对标志板采集的图像进行预处理后，搜索图像中人工标志点，并获得标志点的中心像素坐标，进而与给定的世界坐标一一对应；

2)、根据已确定的节点尺寸对目标区域进行定位，计算目标区域的像素坐标，然后该区域进行分割，得到目标区域的具体位置；

3)、对目标区域进行种子点识别后，对种子点进行生长，得到节点目标区域的裂纹。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1)中预处理包括对图像进行灰度化和滤波。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的一种连接节点及裂纹识别方法的有益效果在于：

本申请提供的连接节点，基于裂纹识别技术且可调节倾斜角度的连接节点在临时舞台平面板和临时滑雪道斜面板支撑系统中的应用。

本申请提供的连接节点，具有可调倾斜角度功能的节点，并结合裂纹识别技术，以加强节点通用性和安全性，将具有良好的市场经济前景和效益。

本申请提供的连接节点，具有满足结构功能需求以改变倾斜角度的节点，既能用于临时舞台也能用于临时滑雪道，实现节点的通用性，避免梁与节点斜面接触受力不均匀以及节点裂纹扩展问题。

本申请提供的连接节点，纵横向连接杆件处于同一平面，可避免面板存在主、次梁搭接造成的不稳定因素。

本申请提供的连接节点，竖向连接立柱，通过节点具有不同旋转角度的连接方式，可实现面板支撑梁在不同倾斜面与节点受力均匀，避免了节点应力集中和偏心问题，提高了节点受力的完整性以及通用性。

本申请提供的连接节点，节点与构件采用螺栓连接，解决了传统节点搭接存在的滑动问题，提高了连接节点刚度，增强了结构整体性。

本申请提供的基于图像处理裂纹识别方法，解决了裂纹检测受工人素质影响，可为预测裂纹并控制裂纹扩展提供高效的识别方法及精度。

附图说明

图1是本申请的连接节点结构示意图；

图2是本申请的连接板组件结构示意图；

图3是本申请的连接节点原理示意图；

图4是本申请的裂纹识别方法原理示意图。

图中：1-第一梁柱、2-第二梁柱、3-立柱、4-标志板、5-连接板组件、6-第一连接板、7-第二连接板、8-第三连接板、9-第一连接孔、10-第二连接孔、11-第三连接孔。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

参见图1～4，本申请提供一种连接节点，包括依次连接的第一梁柱1、第二梁柱2和立柱3，所述第一梁柱1与所述立柱3连接，所述立柱1上设置有标志板4。

这里的标志板4可以是一个或者多个，根据具体需求进行设置即可。

进一步地，所述第一梁柱1、所述第二梁柱2与所述立柱3通过连接板组件5连接，所述连接板组件5包括第一连接板6、第二连接板7和第三连接板8，所述第一连接板6、所述第二连接板7和所述第三连接板8固定连接，所述第一梁柱1与所述第一连接板6连接，所述第二梁柱2与所述第二连接板7连接，所述立柱3与所述第三连接板8连接，所述标志板4设置于所述第三连接板8上。

进一步地，所述第一连接板6上设置有若干第一连接孔9，所述第一梁柱1通过所述第一连接孔9与所述第一连接板6连接，所述第二连接板7上设置有若干第二连接孔10，所述第二梁柱2通过所述第二连接孔10与所述第二连接板7连接，所述第三连接板8上设置有若干第三连接孔11，所述立柱3通过所述第三连接孔11与所述第三连接板8活动连接。

进一步地，所述第三连接孔11为长条形或者圆形，所述立柱3与所述第三连接板8可相对转动。

进一步地，所述连接板组件5为十字形板。

进一步地，所述第一梁柱1为纵梁，所述纵梁截面为槽型，所述第二梁柱2为横梁，所述横梁截面为槽型。

连接节点采用多个钢质镀锌板件预先激光切割、冷弯成不同模块，然后按组件位置焊接而成。连接板组件5为节点重要的部件，首先通过激光切割形成十字形板，然后将两侧凸出板机械冷弯，形成第三连接板8即立柱连接板，然后立柱3插接至第三连接板8内，并在两侧连接板预设的螺栓孔通过螺栓与立柱3连接，不同于单向螺栓孔固定立柱，本连接节点除了设置5个螺栓孔，其中中部1个螺栓孔，上下对应各有2个螺栓孔，另外为了实现连接节点可调节倾斜角度的功能，以中部螺栓孔为旋转轴，分别设定了不同的倾斜角度，并在上下两侧相应的开设螺栓孔。第一梁柱1即纵梁为槽型(u型)截面且具有一定长度和厚度的板件形成的模块，板件通过焊接固定于立柱连接板顶部，槽型立面板上具有螺栓孔，以方便板件与纵梁连接。第二梁柱2即横梁连接点同样也为槽型截面，该模块由三块板件焊接而成，并且最终与第一连接板6即纵梁连接板和立柱连接板的侧向板焊接而成，两侧立板预留螺栓孔以便与横梁连接。

进一步地，所述第一连接孔9为螺栓孔，所述第一连接孔9为4个；所述第二连接孔10为螺栓孔，所述第二连接孔10为4个。

进一步地，所述第三连接孔11包括螺栓孔和滑动孔，所述螺栓孔为1个，所述滑动孔为4个。

本申请还提供一种裂纹识别方法，所述方法包括如下步骤：

1)、对标志板采集的图像进行预处理后，搜索图像中人工标志点，并获得标志点的中心像素坐标，进而与给定的世界坐标一一对应；

2)、根据已确定的节点尺寸对目标区域进行定位，计算目标区域的像素坐标，然后该区域进行分割，得到目标区域的具体位置；

3)、对目标区域进行种子点识别后，对种子点进行生长，得到节点目标区域的裂纹。

具体的：图像预处理主要对节点图片进行灰度化、滤波等处理，然后搜索图中人工标志点，并获得标志点的中心像素坐标，进而与给定的世界坐标一一对应。目标区域定位主要根据已确定的节点尺寸对目标区域进行定位，在得到相机的外参数矩阵后，计算目标区域的像素坐标，然后根据图像分割算法，对该区域进行分割，得到目标区域的具体位置。裂纹检测部分主要包括对目标区域进行种子点识别，然后对种子点进行判别，剔除伪种子点，最后对种子点进行生长，得到节点目标区域的裂纹。由于在节点受力关键区域预设置了已知尺寸的人工标志点，因此只需要单张图像就能确定裂纹大小。其中节点受力关键区域为与立柱连接的多向螺栓孔区域。由此在立柱节点侧向板面处，距中心螺栓孔两侧设置图像识别点。

进一步地，所述步骤1)中预处理包括对图像进行灰度化和滤波。

实施例

本实施方式基于裂纹识别技术的可倾斜角度连接节点，包含纵、横梁连接节点、立柱连接节点和裂纹检测。

可倾斜角度的连接节点如图1和2所示，该节点可实现纵横梁与立柱通过螺栓进行连接，具体的连接方法如下。第一梁柱1即纵梁为截面30mm×50mm×4mm的矩形管，通过插接至连接节点两侧4mm立板401处，然后与节点板上预留的螺栓孔404φ12通过m12螺栓与纵梁连接，其中螺栓孔距板外侧距离30mm，上下居中，同样纵梁1端部开设孔的位置相同，不同于圆形螺栓孔，为了调节加工误差带来的安装误差，以方便安装，将纵梁上开设椭圆形孔，其中孔径上下各扩展1mm。第二梁柱2即横梁为截面50mm×70mm×4mm的矩形管，通过插接至连接节点两侧4mm立板402处，然后与节点板上预留的螺栓孔405φ12通过m12螺栓与纵梁连接，其中螺栓孔距板外侧距离25mm，上下居中，同样横梁端部在对应位置开设椭圆形孔。立柱3为截面50mm×70mm×4mm的矩形管，通过插接至连接节点两侧4mm立板403处，然后与节点板上预留的螺栓孔406φ12通过m12螺栓与立柱连接，其中节点板上的螺栓孔根据使用功能可分为4种，一是倾斜角度为0°时，由5个螺栓孔(上下各两个，中间一个)形成的节点螺栓孔，限制立柱处于垂直状态，此时节点一般应用于板面为平整面的临时舞台面板和雪场顶部平台滑行预备区平面板；二是倾斜角度为7°时，以5个螺栓孔的中间一个为旋转轴，旋转7°形成另外4个螺栓孔，此时节点状态一般应用于初级雪道面板；根据相同的旋转原理，节点还可以旋转17°和27°两个角度，以便应用于中级和高级雪道面板，而对于立柱端部，预留的5个螺栓孔的空间位置仅与0°时相对应即可，当在调节旋转后，立柱始终垂直，而节点可以根据角度孔进行定位，如图3所示，为节点调节角度为7°后，纵横梁及节点通过螺栓固定在一起。

节点裂纹识别，是基于图像处理的的识别算法，具体识别过程如下：首先将与节点上使用的标定板相同的另外一块标定板，作为模板，并采用双目立体相机依据标定板进行相机标定，以获取相机内部参数。然后采用人工照相或无人机高空作业方式对对包含标志板5的节点区域进行拍照，获取的节点图像传输至处理设备中。之后对节点图像进行灰度化和滤波处理，然后识别人工标志点，获取相机外部参数，并对目标区域进行定位，根据图像分割算法，对该区域进行分割，得到目标区域的具体位置。对于裂纹产生处，图像的灰度值会产生突变，根据特定的灰度值及变化方向，进行种子点识别和种子点生长，就能将整个裂纹提取出来，再根据相机内外参数，将像素坐标还原为世界坐标，得到裂纹的大小，流程图如图4所示。

本申请基于裂纹识别技术的杆件连接节点，可以通过节点调节梁倾斜角度，不仅并能保证受力均匀，解决了倾斜截面节点集中应力和偏心的问题，而且提高了节点的通用性；结合图像的非接触式方法，通过标记点识别和获取节点裂纹，提高了裂纹识别效率和识别精度，并能为裂纹出现和扩展提供了参考，提高了节点的安全性。

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。