[发明专利]一种桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积检测方法

权利要求书

1. 一种桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：包括

一机械支架，用于固定支撑图像采集装置和调整图像采集装置的视角；

一图像采集装置，用于采集桥梁结构砼图像，并获取观测点到目标点的距离和观测角度；

一图像面积计算模块，用于利用距离和角度信息获取图像像素点对应结构砼实际面积的大小，并对结构砼图像处理，提取并记录蜂窝和麻面的面积信息。

2.根据权利要求1所述的桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：所述的图像采集装置包括结构砼观测参数获取模块和图像采集模块，其中结构砼观测参数获取模块包括一个带有光斑指示功能的激光测距模块和两个角度测量模块，激光测距模块用于测量观测点到目标点的距离，角度测量模块用于测量观测点到目标点的观测角度。

3.根据权利要求2所述的桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：所述的机械支架包括支撑架及其顶端的水平仪、参数获取云台和图像采集云台，水平仪用于支撑架的调平指示，参数获取云台用于安装结构砼观测参数获取模块，图像采集云台用于安装图像采集模块，两个云台均为能围绕水平轴和铅垂轴旋转的两自由度云台。

4.根据权利要求3所述的桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：所述的角度测量模块分别为俯仰角传感器和航向角传感器，两传感器均与参数获取云台连接，俯仰角传感器用于测量参数获取云台与水平方向参考面的夹角，航向角传感器用于测量参数获取云台与铅垂方向参考面的夹角。

5.根据权利要求2所述的桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：所述的图像采集模块为CCD高清相机。

6.根据权利要求3所述的桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：所述的支撑架为三角支撑架，由三个伸缩杆和伸缩杆顶端的底座构成，水平仪和两个云台均安装在底座上。

7.根据权利要求1所述的桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：所述的图像面积计算模块包括图像处理模块、参数提取模块和蜂窝麻面面积计算模块，图像处理模块用于对采集的桥梁结构砼图像依次进行灰度化、增强对比度和阈值分割处理，参数提取模块用于从分割后的图像中提取蜂窝和麻面像素数，蜂窝麻面面积计算模块用于根据获得的距离和角度信息计算图像像素点对应的实际面积，并结合蜂窝和麻面像素数计算蜂窝和麻面面积。

8.应用权利要求1-7所述的测定仪检测蜂窝麻面面积的方法，其特征在于包括如下步骤：

测定仪调平：将测定仪摆放至观测位置，并将测定仪调平；

结构砼观测参数与图像获取：在结构砼上根据待观测区域形状定义一多边形区域，将多边形的各角点作为目标点，利用激光测距模块向各目标点投射激光，测量观测点与目标点的距离信息，同时利用角度测量模块测量对应每个目标点的观测角度信息，并利用图像采集模块采集光斑分别在各目标点时的待观测区图像，将各图像合成为包含光斑信息的图像P′和不包含光斑信息的图像P″，根据图像P′中光斑的位置抠取图像P″中光斑目标点所围成的多边形图像P，存储上述信息；

图像灰度化和对比度增强处理：对多边形彩色图像P进行灰度化处理，并采用基于有限对比度自适应直方图均衡化方法对图像进行空域增强处理；

图像分割处理：对增强处理后的图像进行阈值分割，并去除误分割区域，得到只有蜂窝和麻面的图像分割结果；

提取蜂窝和麻面区域的像素数：统计图像分割结果中的黑色像素点数目，得出多边形图像P中蜂窝和麻面区域的总像素数；

目标点实际距离获取：利用距离信息和角度信息计算坐标系下的目标点坐标，并根据空间距离公式计算观测结构砼上两两目标点间的实际距离；

图像尺寸与实际面积比例获取：将多边形划分为多个三角形的组合，利用各三角形的三个边长求取该三角形面积，再组合成结构砼上多边形的实际面积；通过图像处理统计多边形图像P中全部像素点的数目，实际面积除以图像像素点数目，计算出每个图像像素所代表的实际面积，存储供调用；

计算蜂窝和麻面面积：调用多边形图像P中蜂窝和麻面区域的总像素数和每个图像像素所代表的实际面积，两者相乘得出实际结构砼待观测区域中蜂窝和麻面的总面积。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：步骤2）的具体步骤为：

   2-1）在结构砼上根据待观测区域形状定义一多边形区域，将多边形的各角点作为目标点，调整图像采集云台，使CCD高清相机对准待观测结构砼并覆盖整个多边形区域，调整参数获取云台，使激光测距模块的光斑指示到相机取景对应的中心位置；

2-2）保持图像采集云台不动，调整参数获取云台，使激光测距模块的光斑指示到一个目标点，并测量观测点与目标点的距离信息y，同时测量参数获取云台与水平方向参考面的夹角H，测量参数获取云台与铅垂方向和桥梁长度方向所确定的参考面的夹角V，存储参数信息；

2-3）使用CCD高清相机拍摄指示光斑在该目标点的观测结构砼图像并存储；

2-4）重复上述2-2）、2-3）两步直到获取光斑在各目标点时的所有图像以及各目标点相应的距离信息和两个夹角信息；

2-5）采用区域覆盖和像素替换合并所有图像，将各图像合成为包含光斑信息的图像P′和不包含光斑信息的图像P″，根据图像P′中光斑的位置抠取图像P″中光斑目标点所围成的多边形图像P，将这三幅图像和相应的距离和夹角信息存储，供图像面积计算模块调用。