[發(fā)明專利]一種基于三維紅外熱成像技術(shù)的建筑熱工性能檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810274613.2
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN108535321B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊金鋼;曹東旭;蔣迪;鄧蘭西;李御鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/72
• 分類號(hào): G01N25/72
• 代理公司: 長春市恒譽(yù)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 鞠傳龍

本發(fā)明涉及一種基于三維紅外熱成像技術(shù)的建筑熱工性能檢測方法。目的是解決現(xiàn)階段缺少將紅外熱像儀與三維掃描儀相結(jié)合對整體建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能檢測評價(jià)的方法的問題。本發(fā)明包括以下步驟：確定拍攝站點(diǎn)、劃分拍攝區(qū)域并拍攝、紅外圖像的拼接及溫度區(qū)間劃分、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理及建模、三維紅外成像疊加、熱工性能計(jì)算、人機(jī)交互及分析評價(jià)。本發(fā)明提供的方法，將三維激光掃描儀與紅外相機(jī)相結(jié)合對建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，能準(zhǔn)確定位缺陷位置，或取缺陷位置信息，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)紅外檢測技術(shù)的不足。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測方法，特別涉及一種基于三維紅外熱成像技術(shù)的建筑熱工性能檢測方法。

背景技術(shù)

隨著人們的生活水平逐漸提高，建筑能耗占總建筑耗能的比例也逐漸提高，解決建筑能耗問題的關(guān)鍵即是建筑節(jié)能。因此，近年來各地相繼出臺(tái)了綠色建筑或節(jié)能建筑等建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對建成建筑以及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能檢測與評價(jià)不僅是技術(shù)難點(diǎn)、研究重點(diǎn)，同時(shí)也是更快推廣節(jié)能型建筑的重要舉措。

傳統(tǒng)的檢測方法已不能滿足建筑業(yè)發(fā)展的需要，而紅外熱像檢測技術(shù)為解決上述問題提供了全新的思路。具有快速、遠(yuǎn)距離、無污染不破壞構(gòu)件等優(yōu)點(diǎn)。紅外熱像儀將肉眼無法觀測的物體紅外輻射能轉(zhuǎn)為電信號(hào)表示，可以提早檢測出的建筑物的缺陷，方便人們盡早采取對應(yīng)的措施，減少因?yàn)檫@些缺陷可能造成的巨大損失，減少不必要的人員傷亡，節(jié)約社會(huì)成本。但是紅外圖像難準(zhǔn)確反映檢測對象的三維信息，無法準(zhǔn)確獲取缺陷位置的空間坐標(biāo)信息。因此需要一種將紅外熱像儀與三維掃描儀相結(jié)合的檢測方法，將紅外熱圖像與三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型相結(jié)合，能快速、便捷、直觀的形成建筑整體三維紅外熱像模型，便于對建筑熱工性能進(jìn)行檢測評估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)階段缺少將紅外熱像儀與三維掃描儀相結(jié)合對整體建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能檢測評價(jià)的方法或系統(tǒng)的問題，提供的一種基于三維紅外熱成像技術(shù)的建筑熱工性能檢測方法。

本發(fā)明提供的基于三維紅外熱成像技術(shù)的建筑熱工性能檢測方法，包括以下步驟：

(1)確定拍攝站點(diǎn)：

勘查待測建筑物外部結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境，根據(jù)建筑物外部結(jié)構(gòu)特征及周圍地形地貌特征，合理確定三維激光掃描儀及紅外熱像儀的拍攝站點(diǎn)，布設(shè)三維激光掃描儀及紅外熱像儀；

(2)劃分拍攝區(qū)域并拍攝：

根據(jù)三維激光掃描儀及紅外熱像儀的拍攝位置和儀器性能，將待測建筑各個(gè)立面合理劃分成數(shù)個(gè)拍攝區(qū)域，通過各個(gè)拍攝站點(diǎn)的三維激光掃描儀及紅外熱像儀對拍攝區(qū)域分別進(jìn)行拍攝，獲取各拍攝區(qū)域的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和紅外熱像圖以及所拍攝的紅外熱像圖每個(gè)像素點(diǎn)的溫度信息，通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、紅外熱像圖和相關(guān)溫度信息傳回上位機(jī)；

(3)紅外圖像的拼接及溫度區(qū)間劃分：

將步驟(2)得到的待測建筑各個(gè)拍攝區(qū)域的紅外熱像圖經(jīng)過去噪、增強(qiáng)處理，利用HARRIS算子提取特征點(diǎn)，用RANSEC算法去除錯(cuò)誤匹配，基于特征點(diǎn)的匹配，進(jìn)行紅外圖像的拼接，形成待測建筑的整體紅外熱像圖；按照所獲取的紅外熱像圖每個(gè)像素點(diǎn)的溫度選定基點(diǎn)溫度區(qū)間，然后將上述步驟得到的整體紅外熱像圖按基點(diǎn)溫度區(qū)間范圍劃分成若干個(gè)溫度區(qū)間，并將每個(gè)不同范圍的溫度區(qū)間用不同深度的顏色表示，形成溫度區(qū)間圖像；

(4)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理及建模：

將步驟(2)得到的待測建筑各個(gè)拍攝區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云濾波處理去除多余的點(diǎn)云，處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入AuToCAD進(jìn)行建筑線框圖的構(gòu)造，將在AuToCAD中建立的相應(yīng)的圖層依次導(dǎo)入3Dmax進(jìn)行建模，形成建筑整體三維模型；在拍攝區(qū)域內(nèi)視線良好處張貼靶紙作為像控點(diǎn)，每個(gè)拍攝站點(diǎn)的拍攝范圍內(nèi)設(shè)置不少于三個(gè)像控點(diǎn)，采用全站儀測出每個(gè)像控點(diǎn)的坐標(biāo)(X_控，Y_控，Z_控)，結(jié)合三維激光掃描儀掃描得到的靶紙坐標(biāo)，對建筑模型進(jìn)行位置校正；