一种基于二维码定位技术的监测复杂裂缝变化状态的方法

1.本发明涉及一种监测建筑结构裂缝变化状态的方法，尤其是一种基于二维码定位技术的监测复杂裂缝变化状态的方法。


背景技术：

2.裂缝能够反应一个建筑结构的安全状况，所以当一个建筑结构上出现裂缝，及时了解裂缝的发展情况能够避免一些安全事故的发生，目前在非接触式测量裂缝时，利用相机拍摄裂缝图片结合计算机相关的算法能够较为精确的测量出裂缝的参数，但是目前已有的方法涉及的都是较为单一的裂缝，现有的方法没有考虑到复杂情况下的裂缝，如一条裂缝出现多条分支或一条裂缝贯穿整个墙体都给测量造成了困难，因此，需要一种新的测量方法能够同时满足单条裂缝和复杂裂缝的监测；目前现有的方法只能监测一些较短的裂缝或者单条裂缝，这些方法在裂缝复杂的情况下识别效果不佳。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效监测复杂裂缝的基于二维码定位技术的监测复杂裂缝变化状态的方法，监测过程较为方便且监测结果较为准确。
4.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于二维码定位技术的监测复杂裂缝变化状态的方法，包括以下步骤：步骤1）：选定具有多条分支的裂缝线的裂缝作为待监测裂缝，制作多张尺寸相同的带有定位标记点的二维码标识；步骤2）：从待监测裂缝的一端顶部开始，在待监测裂缝的两侧分别以设定的中心点间距和设定的中心点连线角度张贴一张二维码标识并作为一组标识单元，随后沿着裂缝走向向后并以设定的排列距离依次张贴多组标识单元，在同一条裂缝线上且相邻的任意两组标识单元中四个二维码标识的中心点的连线形成平行四边形区域，该平行四边形区域完整覆盖内部的裂缝；步骤3）：通过相机拍摄所有仅完整包含在同一个裂缝线上相邻的两个标识单元的初始图像，所有拍摄的初始图像中的平行四边形区域合起来覆盖完整的待监测裂缝；步骤4）：利用二维码定位技术对相机拍摄的每张初始图像中完整包含的四个二维码标识各自对应的中心点坐标，将每张拍摄的初始图像中由四个二维码标识的中心点围成的区域作为该张初始图像对应的初始裂缝监测区域；步骤5）：通过深度学习模块对所有拍摄的初始图像中的初始裂缝监测区域进行识别并输出仅包含裂缝的初始图像，获取仅包含裂缝的初始图像中的裂缝图像所占的像素点个数；步骤6）：设定监测间隔时间，在监测间隔时间后通过相机再拍摄拍摄所有仅完整包含在同一个裂缝线上相邻的两个标识单元的对比图像，所有拍摄的对比图像中的平行四边形区域合起来覆盖完整的待监测裂缝；
步骤7）：利用二维码定位技术对相机拍摄的每张对比图像中完整包含的四个二维码标识各自对应的中心点坐标，将初始图像与对比图像中包含四个相同的二维码标识的图像作为一个比较图像组，在每个比较图像组中任意选取初始图像中的三个二维码标识和对比图像中相同的三个二维码标识，根据每个二维码标识的中心点坐标利用仿射变换对初始图像与对比图像图片进行图片的配准，得到与初始图像拍摄视角及拍摄距离相同的矫正后的对比图像；步骤8）：通过深度学习模块对所有矫正后的对比图像中的裂缝监测区域进行识别并输出仅包含裂缝的对比图像，获取仅包含裂缝的对比图像中的裂缝图像所占的像素点个数；步骤9）：通过比较包含相同的四个二维码标识的初始图像对应的仅包含裂缝的初始图像中的裂缝图像所占的像素点个数和对比图像对应的仅包含裂缝的对比图像中的裂缝图像所占的像素点个数，监测出发生变化的裂缝区域。
5.与现有技术相比，本发明的优点在于将二维码标识张贴在复杂裂缝的两侧，利用相机拍摄包含该二维码标识的复杂裂缝图像，再通过图像处理及深度学习方法，得到各个裂缝监测区域内裂缝图像所占的像素点，并通过将前后两次拍摄的图像进行对照比较，得到发生变化的裂缝监测区域，最后合起来监测复杂裂缝的一个整体变化情况，监测过程较为方便及时且监测结果较为准确，可以对监测出发生变化的区域进行颜色或记号标记从而更直观的显示，从而迅速分析出裂缝的发展情况，及时的做出预警；该方法既能监测简单的裂缝也能监测复杂裂缝，应用场景也很广阔，同样适用于大坝、水库和墙体裂缝的监测。
附图说明
6.图1是本发明的二维码标识张贴结构示意图。
具体实施方式
7.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
8.一种基于二维码定位技术的监测复杂裂缝变化状态的方法，包括以下步骤：步骤1）：选定具有多条分支的裂缝线的裂缝作为待监测裂缝，制作多张尺寸相同的带有定位标记点的二维码标识1；步骤2）：从待监测裂缝的一端顶部开始，在待监测裂缝的两侧分别以设定的中心点间距和设定的中心点连线角度张贴一张二维码标识1并作为一组标识单元，随后沿着裂缝走向向后并以设定的排列距离依次张贴多组标识单元，在同一条裂缝线上且相邻的任意两组标识单元中四个二维码标识1的中心点的连线形成平行四边形区域，该平行四边形区域完整覆盖内部的裂缝；步骤3）：通过相机拍摄所有仅完整包含在同一个裂缝线上相邻的两个标识单元的初始图像，所有拍摄的初始图像中的平行四边形区域合起来覆盖完整的待监测裂缝；步骤4）：利用二维码定位技术对相机拍摄的每张初始图像中完整包含的四个二维码标识1各自对应的中心点坐标，将每张拍摄的初始图像中由四个二维码标识1的中心点围成的区域作为该张初始图像对应的初始裂缝监测区域；步骤5）：通过深度学习模块对所有拍摄的初始图像中的初始裂缝监测区域进行识
别并输出仅包含裂缝的初始图像，获取仅包含裂缝的初始图像中的裂缝图像所占的像素点个数；步骤6）：设定监测间隔时间，在监测间隔时间后通过相机再拍摄拍摄所有仅完整包含在同一个裂缝线上相邻的两个标识单元的对比图像，所有拍摄的对比图像中的平行四边形区域合起来覆盖完整的待监测裂缝；步骤7）：利用二维码定位技术对相机拍摄的每张对比图像中完整包含的四个二维码标识1各自对应的中心点坐标，将初始图像与对比图像中包含四个相同的二维码标识1的图像作为一个比较图像组，在每个比较图像组中任意选取初始图像中的三个二维码标识1和对比图像中相同的三个二维码标识1，根据每个二维码标识1的中心点坐标利用仿射变换对初始图像与对比图像图片进行图片的配准，得到与初始图像拍摄视角及拍摄距离相同的矫正后的对比图像；步骤8）：通过深度学习模块对所有矫正后的对比图像中的裂缝监测区域进行识别并输出仅包含裂缝的对比图像，获取仅包含裂缝的对比图像中的裂缝图像所占的像素点个数；步骤9）：通过比较包含相同的四个二维码标识1的初始图像对应的仅包含裂缝的初始图像中的裂缝图像所占的像素点个数和对比图像对应的仅包含裂缝的对比图像中的裂缝图像所占的像素点个数，监测出发生变化的裂缝区域。


技术特征：
1.一种基于二维码定位技术的监测复杂裂缝变化状态的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1）：选定具有多条分支的裂缝线的裂缝作为待监测裂缝，制作多张尺寸相同的带有定位标记点的二维码标识；步骤2）：从待监测裂缝的一端顶部开始，在待监测裂缝的两侧分别以设定的中心点间距和设定的中心点连线角度张贴一张二维码标识并作为一组标识单元，随后沿着裂缝走向向后并以设定的排列距离依次张贴多组标识单元，在同一条裂缝线上且相邻的任意两组标识单元中四个二维码标识的中心点的连线形成平行四边形区域，该平行四边形区域完整覆盖内部的裂缝；步骤3）：通过相机拍摄所有仅完整包含在同一个裂缝线上相邻的两个标识单元的初始图像，所有拍摄的初始图像中的平行四边形区域合起来覆盖完整的待监测裂缝；步骤4）：利用二维码定位技术对相机拍摄的每张初始图像中完整包含的四个二维码标识各自对应的中心点坐标，将每张拍摄的初始图像中由四个二维码标识的中心点围成的区域作为该张初始图像对应的初始裂缝监测区域；步骤5）：通过深度学习模块对所有拍摄的初始图像中的初始裂缝监测区域进行识别并输出仅包含裂缝的初始图像，获取仅包含裂缝的初始图像中的裂缝图像所占的像素点个数；步骤6）：设定监测间隔时间，在监测间隔时间后通过相机再拍摄拍摄所有仅完整包含在同一个裂缝线上相邻的两个标识单元的对比图像，所有拍摄的对比图像中的平行四边形区域合起来覆盖完整的待监测裂缝；步骤7）：利用二维码定位技术对相机拍摄的每张对比图像中完整包含的四个二维码标识各自对应的中心点坐标，将初始图像与对比图像中包含四个相同的二维码标识的图像作为一个比较图像组，在每个比较图像组中任意选取初始图像中的三个二维码标识和对比图像中相同的三个二维码标识，根据每个二维码标识的中心点坐标利用仿射变换对初始图像与对比图像图片进行图片的配准，得到与初始图像拍摄视角及拍摄距离相同的矫正后的对比图像；步骤8）：通过深度学习模块对所有矫正后的对比图像中的裂缝监测区域进行识别并输出仅包含裂缝的对比图像，获取仅包含裂缝的对比图像中的裂缝图像所占的像素点个数；步骤9）：通过比较包含相同的四个二维码标识的初始图像对应的仅包含裂缝的初始图像中的裂缝图像所占的像素点个数和对比图像对应的仅包含裂缝的对比图像中的裂缝图像所占的像素点个数，监测出发生变化的裂缝区域。

技术总结
本发明公开了一种基于二维码定位技术的监测复杂裂缝变化状态的方法，特点是先将二维码标识张贴在复杂裂缝的两侧，利用相机拍摄包含该二维码标识的复杂裂缝图像，再通过图像处理及深度学习方法，得到各个裂缝监测区域内裂缝图像所占的像素点，并通过将前后两次拍摄的图像进行对照比较，得到发生变化的裂缝监测区域，最后合起来监测复杂裂缝的一个整体变化情况；优点是监测过程较为方便及时且监测结果较为准确，可以对监测出发生变化的区域进行颜色或记号标记从而更直观的显示，从而迅速分析出裂缝的发展情况，及时的做出预警；该方法既能监测简单的裂缝也能监测复杂裂缝，应用场景也很广阔，同样适用于大坝、水库和墙体裂缝的监测。测。测。


技术研发人员：蔡天德 王舒林 谢东辉 李登华 房淑莹 陈丹丹 崔宇南
受保护的技术使用者：宁波原水有限公司皎口水库分公司 南京理工大学
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2021/12/2