一种用于检测并标记外墙体墙砖牢固程度的方法及装置与流程

本发明涉及检测装置，特别涉及一种用于检测并标记外墙体墙砖牢固程度的方法及装置。

背景技术：

当前建筑物外墙体多有墙砖装饰，经过一段时间的使用，墙砖会因为多种因素的影响发生松动和脱落现象。松动脱落的墙砖存在极大的安全隐患，而目前的检测方式多为人工检测，危险系数大且工作效率低。

公开号为cn206787782u的中国专利文献介绍了一种基于红外技术的墙体检测装置。公开了一种可移动红外检测墙体装置，属于墙体检测装置技术领域，旨在提供一种可移动红外检测墙体装置，具有能够快速找出墙面的开裂处降低劳动强度的优点，其技术方案要点是包括设置在墙体上的并沿墙体高度方向延伸的轨道一所述轨道一上滑移连接有红外线测温仪，所述墙体上端设有水平的轨道二，所述轨道二上滑移连接有固定块，所述轨道一固定连接在固定块上，所述固定块上设有电机一，所述红外线测温仪上端固定连接有拉绳，所述拉绳远离红外线测温仪的一端固定连接在电机一的转轴上，当电机一正反转时所述拉绳将拉动红外线测温仪在轨道一上往返移动。上述文献公开的检测过程过于复杂，需铺设运动轨道，灵活性低，成本较高；红外线检测装置不适合用于检测外墙面等表面温度差异不大的物体。

公开号为cn208012578u的中国专利文献介绍了一种方便携带的墙面检测装置，涉及建筑标准测试辅助装置领域。该方便携带的墙面检测装置，包括箱体，所述箱体的底部四角均设置有升降推杆，所述升降推杆的底部固定安装有万向轮，所述箱体的内壁两侧通过挡板固定连接，所述挡板的顶部固定安装有电机，所述电机的输出端固定安装有第一齿轮，所述电机的两侧均设置有螺纹杆，所述螺纹杆的两端均固定安装有轴承座。该方便携带的墙面检测装置，升降推杆和万向轮的配合使用，达到移动方便的效果，通过箱体的正面设置有背带，通过连接杆，达到可以折叠的效果，方便收起墙面整平度检测仪，使得墙面检测装置携带起来更加方便，节省时间和体力，提高工作效率。上述专利提供的装置的检测方式过于单一，不能较为精准地筛查外墙体墙砖的情况。

公开号为cn108955637a的中国专利文献公开了一种便于携带的建筑砌墙用墙体检查装置，包括底座，所述底座的顶部固定连接有第一铰接座，所述第一铰接座的顶部铰接有机架，所述机架的内壁开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有检测组件，所述机架的内壁底部固定安装有第一液压杆，所述第一液压杆与检测组件固定连接，所述底座的顶部开设有安装槽，所述安装槽的内壁转动连接有螺纹杆，所述底座的一侧设置有第一电机。本发明解决了墙面检测过程中登高作业存在安全隐患，使用装置检测时，由于墙体一般高度较高，因此检查装置的体积一般较大，在进行携带或移动时，给操作者造成极大困扰，不方便使用者使用。上述专利提供的设备有较大的底座，且检测方式单一，不能便捷地安装和使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种检测并标记外墙体墙砖牢固程度的方法及装置，对存在和存在潜在松动脱落迹象的墙砖进行标记，方便检修维护，避免墙砖掉落带来的安全问题，且本发明提供的装置的质量小、体积小、操作简单、安装灵活。

一种用于检测并标记外墙体墙砖牢固程度的方法，包括以下步骤：

(1)采集外墙墙面的可见光图像、红外图像和紫外图像，同时采集行走机构在外墙墙面上行走的加速度变化；

(2)根据外墙墙面的可见光图像判断墙砖表面是否存在裂痕，根据红外图像判断墙砖下是否存在空腔，根据紫外图像判断墙砖是否存在断裂，根据加速度变化情况判断墙砖的平整度和缺损情况；若存在裂痕、空腔、断裂、缺损或不平整，则进行步骤(3)；

(3)对存在裂痕、空腔、断裂、缺损或不平整的墙砖进行标记。

在步骤(2)中，根据可见光图像判断墙砖是否存在裂痕的方法包括：对可见光图像进行灰度处理和降噪，得到灰度图像；再对灰度图像的像素点群的rgb值进行梯度计算，若出现突变，则判断存在墙砖表面存在裂痕。

具体地，由于裂痕处对应的像素的点为黑色，正常墙砖对应的像素为白色或浅灰色(rgb值均大于155)，在经过降噪处理后的图像中黑色像素密集区与白色像素区会有明显的分界，因此可以根据图像信息rgb值的梯度是否出现突变来判断墙砖表面是否存在裂痕。

在步骤(2)中，根据红外图像判断墙砖下是否存在空腔的方法为：根据红外图像的像素值获得对应的温度，若出现温度的数值明显低于四周的区域，则判断此处对应的墙砖下存在空腔。

具体地，通过采集墙砖表面温度分布图像，高温与低温分别通过不同的颜色加以呈现(一般情况下相对温度较高的呈现红色，相对温度较低的呈现蓝色)，将图像中的颜色与温度数值一一对应，将会获得一个由温度数值组成的矩阵，再通过简单的算法处理就能够判断矩阵内每一个点对应温度数值与周围温度数值的大小关系，若出现温度数值明显低于四周的区域，则判断为墙砖下存在空腔。

在步骤(2)中，根据紫外图像判断墙砖是否存在断裂的方法为：对采集的紫外图像进行灰度处理后得到灰度图像，再根据灰度图像的rgb值分布获得墙砖的透射率分布，透射率大于80％的紫外图像所对应的墙砖区域存在缺损；其中，灰度图像中的黑色表示透射率为0，白色表示透射率为100％。

具体地，由紫外(100～400nm之间的电磁波)或是更短波段(例如x光，0.001～10nm之间的电磁波)照射墙砖获得的图像为灰度图像，其中，黑色表示无电磁波通过，白色表示有电磁波通过，通过分析该灰度图像的rgb值分布可以获得墙砖的透射率分布数据(rgb数值较小的白色像素点分布集中处透射率较高，分布稀疏处透射率较低)，透射率高处墙砖内部存在缝隙，图像信息分析程序以此判断墙砖内部是否存在断裂。

在步骤(2)中，根据加速度变化情况判断墙砖是否平整和缺损的方法为：若行走机构出现朝向外墙墙面方向的加速度变化，则判断此处对应的墙砖出现缺失的情况；若行走机构出现沿外墙墙面的竖直方向的加速度变化，则判断此处对应的墙砖不平整。

本发明还提供一种用于检测并标记外墙体墙砖牢固程度的装置，所述装置包括行走装置和分析处理模块；所述的行走装置包括：

图像检测模块，包括摄像机、热红外成像仪和紫外光谱相机，分别用于采集可见光图像、红外图像和紫外图像，所述可见光图像、红外图像和紫外图像分别用于判断墙砖表面是否存在裂痕、墙砖下面是否存在空腔和墙砖是否存在断裂；

行进路线状况监测装置，包括运动传感器，采集行走机构的加速度，用于判断墙砖的平整度和墙砖的缺失情况；

标记装置，用于对存在裂痕、空腔、断裂、缺损或不平整的墙砖进行标记；

行走机构，搭载有图像检测模块、行进路线状况监测装置和标记装置；

运动辅助装置，用于带动行走机构沿外墙水平和竖直方向运动。

所述分析处理模块与图像检测模块、行进路线状况监测装置和标记装置通信连接，根据图像检测模块采集到的可见光图像、红外图像和紫外图像，分别判断墙砖表面是否存在裂痕、墙砖下面是否存在空腔和墙砖是否存在断裂；若存在裂痕、空腔或断裂，则发送指令至标记装置；根据行进路线状况监测装置采集的行走机构的加速度判断墙砖的平整度和墙砖的缺失情况，若墙砖不平整或缺失，则发送指令至标记装置；标记装置根据分析处理模块发送的指令对存在裂痕、空腔、断裂、缺损或不平整的墙砖进行标记。

在本发明中，所述分析处理模块可以设置在行走机构上，也可以设置在外部设备中，如计算机中，计算机与图像检测模块、行进路线状况监测装置和标记装置通信连接。

所述摄像机、热红外成像仪和紫外光谱相机朝向外墙墙面，与外墙墙面呈45°-90°。

所述运动传感器选自陀螺仪、加速度传感器、角速度传感器或倾角传感器。

优选的，所述运动传感器设置在行走机构的中间。

所述标记装置包括自喷漆罐体和电磁阀，标记装置通过电磁阀控制自喷漆罐体对墙砖进行标记。所述标记装置对裂痕、空腔、断裂、缺损或不平整分别用不同颜色进行标记。

所述运动辅助装置包括弹性夹持装置，所述弹性夹持装置包括竖直构件和水平构件，所述竖直构件通过行走车轮夹持在屋檐两侧的外墙墙面，所述水平构件通过驱动车轮与屋檐的上表面相贴合；所述水平构件上设有滑轮，与行走机构连接。

所述驱动车轮由内置的轮毂电机提供驱动力，带动行走机构沿外墙墙面的水平方向行走。

所述滑轮通过线缆与行走机构连接，所述滑轮在与之传动连接的电机的驱动下带动行走机构沿着外墙墙面在竖直方向行走。

与现有技术相比，本发明提供的检测并标记外墙体墙砖牢固程度的方法及装置，对存在和存在潜在松动脱落迹象的墙砖进行标记，方便检修维护，避免墙砖掉落带来的安全问题，且本发明提供的装置的质量小、体积小、操作简单、安装灵活；可以对大面积和高度较高的建筑物进行检测和标记，不需要铺设轨道。

附图说明

图1为本发明提供的运动辅助装置的主视图；

图2为本发明提供的运动辅助装置的侧视图；

图3为本发明提供的运动辅助装置的俯视图；

图4为本发明提供的行走装置的俯视图；

图5为本发明提供的用于检测并标记外墙体墙砖牢固程度的装置的俯视图；

图6为实施例采集的可见光图像的示意图；

图7为实施例采集的红外图像的示意图；

图8为实施例采集的紫外图像的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

如图1-图5所示，本发明提供的用于检测并标记外墙体牢固程度的装置包括：

行走装置2，包括行走机构21，行走机构21上搭载图像检测模块211，图像检测模块211包括均朝向外墙墙面的摄像机、热红外成像仪和紫外光谱相机，与外墙墙面的角度均为90度，图像检测模块211与分析处理模块通信连接；行走机构21搭载有行进路线状况监测装置212，行进路线状况监测装置212包括加速度传感器，并且与分析处理模块通信连接；行走机构21上搭载有标记装置213，标记装置213包括电磁阀和自喷漆罐体和电磁阀，标记装置213与分析处理模块通信连接。

运动辅助装置1，包括弹性夹持装置11、行走车轮12、驱动车轮13和滑轮14，弹性夹持装置11为框架机构，包括竖直构件111和水平构件112。竖直构件111的下部设有行走车轮12，竖直构件111通过行走车轮12夹持在屋檐两侧的外墙墙面上；水平构件112的下方连接有驱动车轮13，驱动车轮13在内置的轮毂电机的驱动下带动水平构件112在屋檐的上表面沿水平方向行走，同时带动行走车轮12行走，从而使运动辅助装置沿水平方向行走；水平构件112上设有滑轮14，滑轮14通过线缆与行走装置2连接，在电机的驱动下，通过滑轮14带动连接的行走装置1沿外墙墙面的竖直方向行走。

本实施例提供的运动辅助装置1带动行走装置2运动沿外墙墙面的水平和竖直方向行走的过程为：通过控制驱动车轮13带动行走装置2沿外墙墙面的水平方向行走，通过控制线缆带动行走装置2沿外墙墙面的竖直方向行走。

本实施例提供的装置检测并标记外墙体墙砖牢固程度的方法为：

(1)图像检测模块211中的摄像机、热红外成像仪和紫外光谱相机采集外墙墙面的可见光图像、红外图像和紫外图像；行进路线状况监测装置212中的加速度传感器采集行走机构在外墙墙面上行走的加速度变化；

(2)与图像检测模块211通信连接的分析处理模块根据外墙墙面的可见光图像判断墙砖表面是否存在裂痕，根据红外图像判断墙砖下是否存在空腔，根据紫外图像判断墙砖是否存在断裂；与行进路线状况监测装置212通信连接的分析处理模块根据加速度变化情况判断墙砖的平整度和缺损情况；若存在裂痕、空腔、断裂、缺损或不平整，则发送指令至标记装置213。

具体地，如图6所示，为摄像机采集到的可见光图像及经过灰度处理和降噪后的灰度图像，从图6中可以看出，裂痕处的图像为黑色，图像分析模块通过对图像进行梯度计算，在非裂痕与裂痕处出现突变，即，由白色变为黑色，则判断此处出现裂痕；如图7所示，为热红外成像仪采集的红外图像，一般情况下相对温度较高的呈现红色，相对温度较低的呈现蓝色，将图像中的颜色与温度数值一一对应，将会获得一个由温度数值组成的矩阵，判断矩阵内每一个点对应温度数值与周围温度数值的大小关系，若出现温度数值明显低于四周的区域，则判断为墙砖下存在空腔；如图8所示，为紫外光谱相机采集的紫外图像，白色表示有电磁波通过，即，有相对较大的透过率，表明墙砖有缺损；黑色表示无电磁波通过，即，无透过率，表明墙砖无缺损。

具体地，加速度传感器212采集行走机构21沿外墙墙面的竖直方向和朝向外墙墙面方向的加速度变化，若出现沿外墙墙面的竖直方向的加速度变化，说明墙砖不平整，若出现向外墙墙面方向的加速度变化，说明墙砖出现缺损。

(3)标记装置213接收到指令后，通过控制电磁阀对存在裂痕、空腔、断裂、缺损或不平整的墙砖进行标记，并且采用不同的颜色，如分别用黑色、红色、黄色、绿色和紫色。

以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。