一种手持式板材安装质量检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]实用新型涉及一种板材安装质量检测仪器，具体涉及一种检测幕墙安装质量的仪器，属于光学检测技术领域。
【背景技术】
[0002]大部分写字楼外墙都安装装饰板材，以大理石板材和玻璃幕墙为主，板材安装的质量直接影响到大楼的建筑质量及美观。
[0003]幕墙安装质量的检测指标主要有:相邻板材的距离、相邻板材的平行度以及板材凹凸程度等三个指标。目前的检测手段为人工拿着卷尺、靠尺等简单工具进行测量，这种方法效率低，而且精度差，由于检测人员的素质不同，可能出现检测错误等情况。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型提供了一种手持式板材安装质量检测仪，能够在保证检测检测精度的同时，提高检测效率，并避免由于检测人员的疏忽等因素导致的检测错误。
[0005]一种手持式板材安装质量检测仪，包括支架和检测头；
[0006]其中，所述支架的前端为矩形框，该矩形框端面的三个顶角上装有定位块，三个定位块与作为基准的三块板材相对应，使支架的前端面处于一个垂直的检测基准面内；支架的后端为连接端，用于连接检测头；所述检测头包括外壳、显示屏、激光发生器、摄像机、扳机、锂电池和DSP处理单元，所述DSP处理单元对摄像机拍摄的照片进行图像处理，计算出待测板材与基准板材之间缝隙的宽度以及待测板材与基准板材之间的平行度和倾斜度，并将计算结果通过显示屏显示出来；
[0007]所述外壳为T字型结构，所述激光发生器为两个，激光发生器的出光口为十字形缝隙结构，所述激光发生器发出的光线照射到板材表面后形成十字形的光斑，两个激光发生器共同照射板材表面后形成一个井字形光斑；两个激光发生器分别安装在T字型结构水平部分的两端，激光发生器发出的光在水平方向和竖直方向与法线方向呈锐角；所述摄像机安装在T字型结构水平部分中部且位于两个激光发生器之间，所述显示屏固定安装在T字型结构水平部分上与摄像机相对的一侧；所述锂电池和DSP处理单元安装在所述壳体内部，所述锂电池为显示屏、激光发生器、摄像机和DSP处理单元供电，所述扳机安装在T字型结构的竖直部分上，所述扳机控制检测头内部供电电路的通断；
[0008]所述检测头通过外壳固定连接在所述支架的后端，所述两个激光发生器分别对应支架的前端的两根立柱，所述摄像机位于矩形框投影的正中心。
[0009]进一步地，所述摄像机镜头的前端装有滤光片，滤光片的颜色与激光的颜色一致，滤光片能够滤掉不必要的反射光线，摄像机拍到的图像可以不经过DSP的复杂图像处理就能得到理想的图像。
[0010]进一步的，为了减轻检测仪的重量，所述支架采用的材料为镁铝合金，所述外壳采用的材料为聚四氟乙烯。[0011 ] 一种利用手持式板材安装质量检测仪检测待测板材与基准板材之间缝隙宽度和平行度的检测方法，其检测步骤为:
[0012]第一步:将待测墙面的最外侧相邻的行列相交处的三块板材作为测量基准板材，在测量之前应保证这三块板材处于竖直平面内；
[0013]第二步:将支架前端的三块定位块抵触在基准板材的表面，定位块与测量基准板材--对应；
[0014]第三步:按动扳机，两个激光发生器照射在待测板材上之后形成井字形光斑，该光斑经过板材之间的间隙后延长至与待测板材相邻的两块测量基准板材的表面上，同时，摄像机拍摄下光斑的图像并传送至DSP处理单元；
[0015]第四步:DSP处理单元计算待测板材与基准板材之间的缝隙宽度和平行度；当光线照射到待测板材与基准板材的接缝处时，接缝位置基墙的表面与板材的表面不在同一平面内，光线与法线方向存在夹角，根据光线直线传播的原理，光线经过接缝处时会产生断线，断线之间的距离则为待测板材与基准板材之间的缝隙宽度，井字形光斑中的两根平行光线能够得到两个缝隙宽度值，两个缝隙宽度值之间的差值除以两平行光线之间的垂直距离，则为待测板材与基准板材之间的平行度；
[0016]第五步:DSP处理单元将计算出的待测板材与基准板材的缝隙大小和平行度显示在显示屏上。
[0017]一种利用手持式板材安装质量检测仪检测待测板材与基准板材之间倾斜度的检测方法，其检测步骤为:
[0018]第一步:将待测墙面的最外侧相邻的行列相交处的三块板材作为测量基准板材，在测量之前应保证这三块板材处于竖直平面内；
[0019]第二步:将支架前端的三块定位块抵触在测量基准板材的表面，定位块与测量基准板材--对应；
[0020]第三步:按动扳机，两个激光发生器照射在待测板材上之后形成井字形光斑，该光斑经过板材之间的间隙后延长至与待测板材相邻的两块测量基准板材的表面上，同时，摄像机拍摄下光斑的图像并传送至DSP处理单元；
[0021]第四步:DSP处理单元计算待测板材与基准板材之间的倾斜度；所述倾斜度为待测板材与水平方向和竖直方向的夹角；
[0022]当井字形光线照射到待测板材与基准板材时，井字形光线中水平方向的两条光线与法线的夹角分别为α η β i，该夹角为事先调好并已知，分析水平方向第一条光线，若照在待测板材的直线比照射在基准板材的直线靠上，两直线间距离为Cl1，说明检测的该点凹进基准面，根据几何关系，凹进的距离I1S Cl1XCota 1;若照在待测板材的直线比照射在基准板材的直线靠下，两直线间距离为Cl1，，说明检测的该点凸出基准面，由于凸出与凹进方向相反，因此定义凸出为负值，根据几何关系，凸出的距离1:为-Cl1Xcot α1;上式中的Cl1由拍摄的图片经过图像处理得到；同理，通过分析第二条水平光线，照射待测板材与基准板材的光线之间距离为d2，该点凹进或凸出距离I2为±d2XCoti31;照在待测板材的两条水平光线之间的竖直距离DM以通过图像处理得到，根据几何关系，待测板材与竖直方向的夹角T丨为arctan((l ^l2) /D1)，即待测板材相对于竖直方向的倾斜度；
[0023]井字形光线中竖直方向的两条光线与法线的夹角分别为α2、β2，该夹角为事先调好并已知；最右侧的光线照在待测板材和基准板材上，若照在待测板材的直线比照射在基准板材的直线靠右，两直线间距离为d3，说明检测的该点凹进基准面，根据几何关系，该点凹进距离I3Sd3Xcota2;若照在待测板材的直线比照射在基准板材的直线靠左，两直线间距离为d3，说明检测的该点凸出基准面，由于凸出与凹进方向相反，因此定义凸出为负值，根据几何关系，凸出的距离13为-(13\(:於02;通过分析左侧竖直光线，照射待测板材与基准板材的光线之间距离为d4，该点凹进或凸出距离I4为±d4Xcoti32;照在待测板材的两条水平光线之间的竖直距离队可以通过图像处理得到，根据几何关系，可以得到待测板材与水平方向的夹角γ 2为arctan ((I 3_14) /D2)，即待测板材相对于水平方向的倾斜度；
[0024]第五步:DSP处理单元将计算出的待测板材与基准板材之间的倾斜度显示在显示屏上。
[0025]有益效果:
[0026]1、本实用新型通过DSP处理单元对摄像机拍摄的由激光发生器发光照射待测板材后的图片进行图像处理，得出待测板材与基准板材缝隙的宽度、平行度以及待测板材与基准板材之间的倾斜度，并且在显示屏上显示出来。该检测仪取代了人工检测的方式，能够缩短检测时间，去除人为因素所造成的测量误差，并对检测结果进行实时存储，极大的提升了检测精度和准确性，同时也节省了人工成本。
[0027]2、本实用新型首先对图像进行滤波、二值化处理，然后将二值化后的图像中通过canny算法寻找直线，然后求出相邻的待测板材之间的缝隙、平行度和倾斜度，将现有的图像处理技术运用到光学检测领域中，促进了检测技术的自动化水平的提高。
[0028]3、本实用新型的支架采用矩形框架结构，检测头的外壳为T型结构，检测头与支架连接成一体，整体结构便于手持操作和观察检测结果，操作简单并易于检修维护。
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型的整体三维结构示意图(正向)；
[0030]图2为本实用新型的整体三维结构示意图(侧向)；
[0031]图3为本实用新型的主视图；
[0032]图4为本实用新型在测量时的状态示意图；
[0033]图5为本实用新型的激光发生器照射在待测墙面上产生的井字形光斑；
[0034]图6为本实用新型检测缝隙和平行度的原理图；
[0035]图7、8为本实用新型检测倾斜度的原理图。
[0036]其中，1-支架，2-检测头、3-摄像机、4-激光发生器、5-扳机、6-显示屏、7-基准板材、8-待测板材、9-定位块。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
[0038]如附图1和2所示，本实用新型提供了一种手持式板材安装质量检测仪，包括支架I和检测头2 ;
[0039]其中，所述支架I的前端为矩形框，该矩形框端面的三个顶角上装有定位块9，三个定位块9与作为基准的三块板材相对应，使支架I的前端面处于一个垂直的检测基准面内；支架I的