[發明專利]用于土木工程結構表觀缺陷評定的雙CCD檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201110003251.1
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102183524A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 單寶華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01B11/03;G01B11/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種土木工程結構缺陷檢測技術領域，具體地說是一種用于土木工程結構表觀缺陷評定的雙CCD檢測方法及系統。

背景技術

由于外部環境的變化以及人為失誤的影響，土木工程結構在服役過程中會出現各種不同程度的損傷，而混凝土結構的缺陷大多始發于或顯露于結構表面，如裂縫、孔洞、腐蝕坑、凹槽等，使整體結構的安全性、完整性及可使役性降低，影響結構的正常使用。這些缺陷的存在嚴重地威脅著結構的安全可靠性，可能導致結構失穩或強度破壞，嚴重甚至影響工程的正常運行和效益的發揮。為了保證安全生產，因此必須定期對結構進行檢測和安全評估。

土木工程結構表觀缺陷傳統的檢測方法主要靠目測，由檢測人員進行肉眼觀察或探摸。這樣目測只能大概估計裂縫的尺寸范圍，而不能得到精確的結果；而且，由于自身條件的限制，使目測方法具有檢測能力有限、檢測可靠性低、檢測時間長、費用高等缺點。為了提高檢測效率與精度，降低勞動強度，節省檢測費用，人們一直都在探索更有效的檢測手段和方法。

CCD檢測成像技術作為一種重要的無損檢測手段，具有速度快、非接觸、較高精度、操作簡單等優點，在許多領域內發揮了巨大作用，在土木工程領域將為結構表觀缺陷的檢測提供一種新的技術支持。而采用雙CCD檢測方法不但可評定土木工程結構表觀缺陷的面內尺寸，還可實現缺陷尺寸的離面深度測量，能夠更好地滿足工程檢測的實際需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于土木工程結構表觀缺陷評定的雙CCD檢測方法及其系統。

一種用于土木工程結構表觀缺陷評定的雙CCD檢測方法如下：

(1)表觀缺陷雙CCD檢測系統的結構配置方法：

為了從二維圖像中獲得結構表觀缺陷特征點的空間坐標，雙CCD相機需從不同位置獲取包含結構表觀缺陷特征點的兩幅圖像；將兩個CCD相機從不同角度交叉擺放觀測同一被測物體，雙CCD檢測系統的結構配置首先要確定單個CCD相機的視角，然后針對工程應用的實際情況，設計兩個CCD相機之間的基線距離B與夾角α，以獲取最佳的公共視場，為獲得實際檢測中CCD相機的視角，需使CCD相機與一平面垂直，調整CCD相機與結構表面的距離，使圖像清晰，且讓CCD相機的光軸指向平面上的十字中心，且讓CCD相機的光軸指向平面上的十字中心，在十字中心相互垂直的方向上，放置兩個標尺，然后進行拍照，根據圖像中的所能夠拍攝到的標尺的距離，即可計算出CCD相機在水平方向和豎直方向上的視角，最后根據兩個CCD相機的基線距離、攝像機與基線的夾角和攝像機的視角，就可以計算出雙CCD檢測系統的公共視場；

(2)雙CCD檢測方法的特征點空間坐標計算方法：

雙CCD相機在同一時刻觀看結構表面某特征點P，分別使用左右CCD相機獲取P點的圖像，它們的圖像坐標分別為P_l＝(X_l，Y_l)，P_r＝(X_r，Y_r)，當兩CCD相機的圖像平面在同一個平面上，則特征點P的圖像坐標的Y坐標相同，即Y_left＝Y_right＝Y，由透視變換原理得到：