[發明專利]利用無人機監測混凝土結構表面裂縫寬度的方法

有效

• 申請號: 201710544437.5
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN107504901B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 毛江鴻;張軍;金偉良;俞凱奇;何建明;沈劍
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院;浙江交工高等級公路養護有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 寧波市海曙鈞泰專利代理事務所(普通合伙) 33281
• 代理人: 代忠炯

本發明公開了一種利用無人機監測混凝土結構表面裂縫寬度的方法，其步驟包括：a、在無人機上安裝刻度產生裝置；b、驅動無人機在目標混凝土結構表面(2)飛行，當無人機的普通攝像頭發現裂縫(3)后，無人機懸停在裂縫(3)前方；c、無人機的刻度產生裝置動作，使目標混凝土結構表面(2)的裂縫(3)附近出現刻度；d、用無人機的高清攝像頭正對裂縫(3)拍照，使得裂縫(3)和刻度出現在同一張照片內；e、在電腦上用Photoshop軟件對照片進行處理，將刻度移動到裂縫(3)上；f、直接根據刻度讀出裂縫(3)的寬度。該方法能精確測量裂縫(3)實際寬度。

技術領域

本發明涉及鋼筋混凝土監測領域，具體講是一種利用無人機監測混凝土結構表面裂縫寬度的方法。

背景技術

建筑物或構筑物的混凝土結構表面因長期的風吹日曬雨淋或海水腐蝕等因素難免會出現裂縫。而一旦裂縫寬度大于某設定的臨界值，就需要對混凝土結構進行修護，否則任由裂縫自由發展，就會破壞建筑物或構筑物的強度、耐久性和穩定性。所以，對混凝土結構表面裂縫寬度的監測，是混凝土結構養護中的重要課題。

然而，建筑物或構筑物的混凝土結構表面的某些位置，由于地形、結構、位置等原因，如高樓的外墻或是橋梁的橋墩等，很難進行人工監測。現有技術中，有人提出了利用無人機進行拍照，再通過測量照片在電腦屏幕上所顯示的寬度，并綜合照片像素、顯示器像素、拍照距離等因素去換算，進而推出裂縫寬度的設想。然而上述設想最大的缺陷是，由于無人機拍攝的角度尤其是與裂縫的距離是不確定的，且換算時還需要綜合拍照像素、成像像素、成像分辨率等因素，故最后推算出來的結果誤差較大，推算出來的數據很不精確，根本無法作為是否需要養護的依據。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種能精確測量裂縫實際寬度的利用無人機監測混凝土結構表面裂縫寬度的方法。

本發明的一種技術解決方案是，提供一種利用無人機監測混凝土結構表面裂縫寬度的方法，其步驟包括：

a、在無人機上安裝刻度產生裝置；

b、驅動無人機在目標混凝土結構表面飛行，當無人機的普通攝像頭發現裂縫后，無人機懸停在裂縫前方；

c、無人機的刻度產生裝置動作，使目標混凝土結構表面的裂縫附近出現刻度；

d、用無人機的高清攝像頭正對裂縫拍照，使得裂縫和刻度出現在同一張照片內；

e、在電腦上用Photoshop軟件對照片進行處理，將刻度移動到裂縫上；

f、直接根據刻度讀出裂縫的寬度。

本發明利用無人機監測混凝土結構表面裂縫寬度的方法與現有技術相比，具有以下優點。

由于刻度和裂縫均位于同一拍攝角度、同一距離的同一張照片，這就避免了拍攝角度及距離對結果的干擾，且寬度是在該照片上直接讀取，這就排除了成像像素、顯示像素、照片分辨率等需要進行大量計算的復雜因素，直觀、精準的測量出裂縫的實際寬度，誤差很小，為是否需要養護的提供了確鑿證據。

作為一種優選，步驟a中的刻度產生裝置是指，無人機的機架設有弓弩，機架的頂部設有一個水平套筒，水平套筒內活動套合有一根觸桿，觸桿尾部與弓弩的扳機之間經一根拉索連接；弓弩上弦時，觸桿前端前凸于弩箭前端；弩箭頭部設有海綿頂頭，海綿頂頭經膠與一個帶刻度的薄膜的后表面粘結，薄膜前表面也涂膠，薄膜前表面的膠的粘性大于薄膜后表面的膠；弩箭后端與弓弩之間設有連接繩；

步驟c中的動作是指，無人機沿垂直于目標混凝土結構表面的方向前進，觸桿觸碰到墻面而后退，帶動拉索扳動扳機，弩箭射出，利用弩箭對墻面的撞擊力，使得帶刻度的薄膜粘結在目標混凝土結構表面的裂縫附近后，弩箭在牽引繩作用下與薄膜脫離。