[發明專利]一種利用彩色三維碼監測裂縫變化的裝置和方法

在審

• 申請號: 202110596223.9
• 申請日: 2021-05-30
• 公開（公告）號: CN113432540A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 謝東輝;黃佑超;崔何亮
• 申請（專利權）人: 南京元和安全科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/00;G01B11/24;G01N21/88
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本發明公開了一種利用彩色三維碼監測裂縫變化的裝置和方法，彩色三維碼的特征在于其為表面是平面與凸起間隔分布，三維碼表面涂有紅、綠、藍、黃、橙、紫六種顏色；本發明包括設置裝置，技術處理兩個步驟：設置裝置將主碼和副碼分別粘接在結構裂縫的兩側；技術處理通過對彩色三維碼進行編碼，增加有效特征點，并利用三維重建技術，將標識上固定不變的標識點作為計算對象，計算出不同時間點的標識上點的三維空間坐標，將其視為裂縫在三維空間的發展變化，結合初始數據，可計算出變化后各參數的實際值，并加以分析，從而達到監測裂縫寬度及錯動的變化情況。

技術領域

本發明涉及一種用于監測裂縫寬度、錯動變化的裝置和方法，屬于裂縫監測技術領域。

背景技術

裂縫是混凝土結構中最為普遍的病害現象，嚴重地影響混凝土結構耐久性與安全性。混凝土工程結構的破壞，其誘因可能有多種，但演化過程都是混凝土構件產生裂縫→嚴重開裂→破壞，也就是說裂縫是表現結構安全性的最為主要的指標之一。及時發現混凝土裂縫出現的位置、時機與發展趨勢是保障工程安全的重要前提，進而避免出現重大安全事故，具有重要的工程意義。因此，需要對混凝土結構裂縫的情況和發展變化進行監測；

目前，對于混凝土結構裂縫的監測，常常采用人工檢測手段。人工檢測速度慢、難度大、花費巨大勞動力，隨著對檢測精度的要求不斷提高，其精度已經難以滿足。

發明內容

本發明的目的在于，設計一種監測裂縫變化的彩色三維碼，通過三維坐標的變化來監測裂縫的變化情況，增加了裂縫監測的豐富性；

本發明采用的技術方案是：彩色三維碼為間隔凸起的小方柱，各表面著有不同的顏色，對顏色進行編碼，通過三維重建技術，監測彩色三維碼的空間三維坐標及轉角的變化，從而反映出裂縫在三維空間的變化情況；

本發明的有益效果：由于傳統的結構裂縫監測大多數是通過人工進行，難度大，操作不便，精確度低，且只能得到裂縫的寬度變化，不能獲知裂縫的錯動情況；本發明能實現非接觸測量，方便、快捷，數字化的結構模型易于實現信息全面的集成和管理，可降低裂縫現場測量的勞動時間和工作量，節省勞動力，能較為準確的反映真實結構裂縫得變化，為結構整體性分析提供直觀的數據模型。

附圖說明

附圖1為系統俯視圖；

附圖2為系統側視圖；

附圖3為張正友棋盤格示意圖。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍；

如圖1所示：一種利用彩色三維碼監測裂縫變化的裝置和方法，包括：主碼（1）、副碼（2），具體操作步驟如下：

步驟一：使用結構膠將主碼（1）和副碼（2）粘結在需要監測的結構裂縫兩旁；

步驟二：圖像采集可以使用單目相機多角度拍攝或使用雙目相機，兩者都需要進行標定，采用三維碼的凹凸信息模仿棋盤格進行立體標定，得出相機的內參和外參，其中內參包括基本矩陣和畸變矩陣，外參包括旋轉矩陣和平移矩陣；

步驟三：待粘接牢固后，使用雙目相機或單目相機對主碼（1）和副碼（2）進行拍攝，拍攝時要注意主碼（1）和副碼（2）都要在兩個相機的鏡頭內；

步驟四：對所拍攝到的圖片進行圖像處理，通過算法識別彩色三維碼上的顏色編碼，解碼三維碼上的編碼信息，確定主副碼；

步驟五：將顏色交點設置為特征點，通過對圖片進行處理，得到拍攝圖片上的每個特征點信息，計算出特征點的圖像像素二維坐標，再利用匹配算法對拍攝圖片的特征點進行匹配處理；