专利名称：一种准确的裂缝宽度检测方法
技术领域：
本发明涉及对混凝土、建筑物、设备的裂缝检测方法，确切地说 是一种对裂缝进行准确检测计算的方法。
背景技术：
在混凝土、桥梁、公路及一些设备的使用过程中，会由于各种原 因导致建筑物出现裂缝，尤其是对于桥梁、高速公路、安全系数要求 高的设备等，裂缝可能会导致重大事故的发生，必须对裂缝进行定期 的观测和监控，如果裂缝超过安全范围，就必须及时处理。
通常所采用的检测仪器是裂缝宽度观测仪，目前市场上可以见到 多种裂缝宽度观测仪，这些产品的主要部件基本包括了光源，显微成 像镜头，微型摄像头和电子图像显示屏。这种仪器的原理是用光源 照亮含裂缝的被检测物体的表面，裂缝处没有光线时图像显示为黑 色，测量黑色部分的宽度就可得到裂缝的宽度。
这类仪表在摄像头的两边各安装有一个(或以上)光源(通常采 用LED灯)，分别照亮被检测物体表面裂缝的两边，为了在显示屏上 清晰看清被检测物体的表面，光源需要有一定的亮度。然后进行拍照， 照片或图片中的黑色部分是裂缝，测量该黑色部分的宽度就能确定裂 缝的宽度。但是在采用光源的照射过程中，离光源较远的裂缝一侧的侧壁会 被一部分光照亮，使得在所拍得的平面电子图上显示出来的边界模糊 不能清楚的辨别，同时在裂缝侧壁上突出的部分在平面电子图上也被 显示出来，会导致误认为是物体表面。这种测量方式使得在图像中黑 色部分的宽度小于裂缝的实际宽度，并不能准确地测量到裂缝的真实 宽度。而随着裂缝宽度的增加，对应不同表面反射率的物体，这种影 响也变大，尤其对于反射率高的物体影响更大，观测结果误差更大， 这对于控制建筑物的安全，是个非常致命的影响。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种能准确测量裂缝宽度的方法。 该方法能够准确确定裂缝两侧的边界，使得计算结果能够准确反应裂 缝的实际宽度，为人们进行裂缝监控提供了可靠的依据。
本发明的另一个目的在于提供一种简便的裂缝宽度检测方法，该 方法通过多步照明裂缝，准确地显示裂缝边界，从而达到准确测量计 算裂缝的效果。
本发明的思路是当裂缝宽度观测仪的两个光源只有一边光源发 光时，在图像中距离光源近的那一侧裂缝边界清晰而真实，而另一侧 由于光线照亮了侧壁，边界模糊，边界的位置不能准确确定；先确定 一侧的裂缝边界，再确定另外一侧的裂缝边界，结合在一起，就能够 确定裂缝的准确宽度。
因此，本发明的实现包括如下步骤1、 对裂缝宽度观测仪的探头进行定位，
2、 开启一侧光源对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照， 确定距离光源近一侧的裂缝的边界；
3、 再开启另一侧的光源，对含裂缝的被检测物体表面照明，并 进行拍照，确定裂缝的另一侧边界；
4、 对所拍摄的两个照片进行处理，得到裂缝的实际边界清晰的 照片。
从上述的照片中可以清楚地分辨裂缝的边界，根据照片中的裂缝 边界可通过计算、或者是刻度测量，都可以得到裂缝的宽度，这种方 法消除了光源照明对裂缝边界的不良影响，最大限度避免了裂缝侧壁 的表面反射造成的测量结果偏小的问题，能够准确反应裂缝的实际宽 度。
因为需要进行两次拍照，所以首先需要对裂缝宽度观测仪探头进 行定位，定位可采用手持裂缝宽度观测仪探头不动进行拍照，也可在 裂缝宽度观测仪探头上设置其它的固定机构。
一种可行的方式，是将裂缝宽度观测仪探头前部改为面状的接触 面，可增加与所检测物体的接触面积，通过摩擦力的增大，避免无意 的抖动。
同时也可在上述的接触面设置塑胶或者橡胶垫圈，来进一步提高 固定效果。
定位的方式是多种多样的，也可以采取如锁紧等其它的方式。 所述的第2步拍照和第3步拍照的时间间隔尽量縮小，在第2步拍照结束后，应立即关闭其所使用的光源，同时开启另外一侧的光源,
进行第3步的拍照。
由于对裂缝宽度观测仪探头进行了定位，所拍摄的照片是基于同 一位置拍摄的，所以照片中所显示裂缝的坐标是一致的，用左侧的光 源照明时所拍摄的照片提取裂缝的左侧边界，用右侧的光源照明时所 拍摄的照片提取裂缝的右侧边界，利用数字图像处理技术将两侧边界 进行合成形成裂缝准确边界图，通过测量裂缝边界的实际间距，就可 以得到裂缝的准确大小。
对于所拍摄的裂缝实际边界的照片，也可以对照片中的裂缝进行 局部分割，分割掉不准确的裂缝边界，只保留准确的裂缝边界，分割 后的照片，再进行拼接，拼接后的两个裂缝边界就是裂缝的实际边界。
对于照片的分割方法，可以采用沿着裂缝中间线进行分割，也可 以只针对裂缝不准确的部分进行分割，后一张照片的分割线须和上一 张照片的分割线一致。
对于照明的光源，通常情况下在裂缝或者探头的两侧设置两个照 明灯，但是考虑到光线的发散效果影响，尽量采取在裂缝的两侧并排 设置一个以上的照明灯，以能够使光线具有平行照明的效果，同时还 可以降低照明光源亮度的要求，避免强烈光线带来的照片失真。
为了实现更准确地获取所拍摄的照片，或者是针对不同裂缝的情 况进行拍照，上述的第2和第3步可进行一次以上的重复。
本发明采用多次拍照、选择准确的裂缝边界的方法，将不准确的 裂缝边界抛弃，而只选准确的裂缝边界，可避免了一次拍照所导致的裂缝边界不准确的问题，大大提高了裂缝检测的准确率，为人们对混 凝土、建筑物、设备的安全检测提供了可靠的保证。
图1为本发明所实施第一次拍照的照片示意图，
图2为本发明所实施第二次拍照的照片示意图， 图3为现有方法测量裂缝的裂缝显示图， 图4为采用本方法进行第一次拍照的裂缝显示图， 图5为采用本方法进行第二次拍照的裂缝显示图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的实施。
图1和图2是假设对边缘整齐的混凝土裂缝进行拍照的示意图。 固定好裂缝宽度观测仪探头后，开启左侧光源(通常采用LED 灯)，从左侧发光照明含裂缝的被检测物体表面，进行第一次拍照。 由于混凝土的裂缝侧壁具有不同的成分，各个成分对光线的折射率不 同，导致的反射结果如图l所示，在远离光源的裂缝边界上，各个点 均有不同成度的误差；
然后关闭第一次拍照所采用的光源，同时开启另外一侧的光源， 从右侧进行照明，进行第二次拍照。同样，混凝土的裂缝侧壁具有不 同的成分，各个成分对光线的反射率不同，导致的反射结果如图2所 示，在远离光源的裂缝边界上，各个点均有不同成度的误差；这样，对含裂缝的被检测物体表面进行两次电子拍照(两次成 像)，每次拍照时只让一侧光源发光，得到两张图片。其中一幅图按 图中黑色部分的中间线分割图片，另一幅图按上幅图的中间线分割图 片，然后将反应真实边界的分割图拼接，就得到了真实的裂缝宽度图。
其具体的应用效果，如图3、图4和图5所示。
图3是针对混凝土采用现有方法进行拍照的裂缝宽度图，从此图
中，可以计算出裂缝的最大宽度是0.861mm,平均宽度是0.785mm。 为了对比上述的结果，采用本发明进行两次拍照， 首先固定好裂缝宽度观测仪的探头，使其在拍照过程中不会发生
位移；
然后从左侧照明进行第一次拍照，所拍得的图如图4所示， 再从右侧照明进行第二次拍照，所得到的图如图5所示， 单纯对比图中裂缝的边界线，就可以看出，图4和图5中的裂缝 宽度均大于图3所显示的裂缝宽度，同时图3中的裂缝边界线有些点 是在图4或图5的线内表现出来的，所以图3所显示的裂缝边界是不 准确的；
再根据图4和图5拍得的裂缝边界进行合成，所得到的计算结果 为最大宽度1.037mm，平均宽度0.967mm，这与图3所显示结果有 很大的区别，说明图3所采用方法具有的误差很大，而对于很多混凝 土、建筑物、设备，这种误差是不允许的。
权利要求
1、一种准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于该方法包括如下步骤1)对裂缝宽度观测仪的探头进行定位；2)开启一侧光源对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，确定距离光源近一侧的裂缝边界；3)再开启另一侧的光源，对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，确定裂缝的另一侧边界；4)对所拍摄的两个照片进行处理，得到裂缝实际边界的照片。
2、 如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于 将裂缝宽度观测仪探头前部改为面状的接触面，进行裂缝宽度观测仪 的定位。
3、 如权利要求2所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于 上述的接触面设置有塑胶或者橡胶垫圈。
4、 如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于 所述的第2)步拍照和第3)步拍照的时间间隔尽量縮小，在第2) 步拍照结束后，应立即关闭其所使用的光源，同时开启另外一侧的光 源，进行第3)步的拍照。
5、 如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于 对于所拍摄的裂缝实际边界照片，进行局部分割，去掉不准确的裂缝 边界，只保留准确的裂缝边界；对分割后的照片，再进行拼接，拼接 后的裂缝边界就是实际的边界。
6、 如权利要求5所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于对于照片的分割方法，可以采用沿着裂缝中间线进行分割，也可以只 针对裂缝不准确的部分进行分割，后一张照片的分割线须和上一张照 片的分割线一致。
7、 如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于 对于照明的光源，裂缝的两侧并排设置一个以上的照明灯。
8、 如权利要求1所述的准确的裂缝宽度检测方法，其特征在于 第2)和第3)步可进行一次以上的重复。
全文摘要
本发明是一种准确的裂缝宽度检测方法。其先对裂缝宽度观测仪的探头进行定位，然后分别开启裂缝观测仪一侧光源对含裂缝的被检测物体表面照明，并进行拍照，再对所拍摄的照片进行处理，得到裂缝边界的清晰照片。这种方法可获取准确的裂缝边界，避免了一次拍照所导致的裂缝边界不准确问题，大大提高了裂缝宽度检测的准确性，为人们对混凝土、建筑物、设备的安全检测提供了可靠的保证。
文档编号G01B11/02GK101451821SQ200710124909
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者兵 罗 申请人:深圳市思韦尔检测科技有限公司