[发明专利]基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量仪及方法

权利要求书

1.基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量仪，其特征在于：包括智能手机以及一块木质垫块；在工作时，所述木质垫块放置在混凝土表面的待检测裂缝旁边，所述智能手机的背部紧靠木质垫块的上表面，且智能手机背部的摄像头对准混凝土表面的待检测裂缝；所述智能手机上安装有裂缝图像处理程序，摄像头所采集的裂缝图像信息由裂缝图像处理程序进行处理。

2.根据权利要求1所述的基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量仪，其特征在于：所述木质垫块为长方体木质垫块，其高度为8～12cm。

3.根据权利要求1所述的基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量仪，其特征在于：所述裂缝图像处理程序基于智能手机平台开发，包括裂缝图像采集、裂缝图像预览、裂缝图像处理以及裂缝宽度计算。

4.基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量仪的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将木质垫块放置在混凝土表面的待检测裂缝旁边；

2)将智能手机的背部紧靠木质垫块的上表面，使智能手机的摄像头对准混凝土表面的待检测裂缝；

3)启动智能手机的裂缝图像处理程序，通过摄像头采集裂缝图像，使裂缝图像显示在智能手机的屏幕上，并对裂缝图像进行图像分析处理，计算裂缝宽度。

5.根据权利要求4所述的基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量仪的测量方法，其特征在于：步骤3)所述对裂缝图像进行图像分析处理，具体包括：

a)二值化过程：将采集的彩色图像通过公式Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114转换为灰度图像，其中，R、G、B分别指每个像素的红、绿、蓝三种颜色分量的数值，Gray为灰度值；然后利用最大类间方差法将灰度图像分割成黑白两部分的二值图像，即图像上只留下裂缝和一些离散的噪点；

b)去噪：经过二值化后的图像中，裂缝是连成一大片的黑色像素群，而噪点是孤立离散的小黑点，通过设定一个阈值nBlock，然后分别计算各个黑块的像素数，将大于nBlock的像素保留，将小于或等于nBlock的像素去掉，使经过处理后的图像上只留下裂缝。

c)边缘提取：将去噪后的整个图像视为一个二维数组，裂缝则看成由两条边缘包围而成，通过逐列扫描，找出构成两条边缘的像素，分别保存在两个列表pList1和pList2中；其中，pList1和pList2的元素均为Point对象，包含像素的(x，y)坐标信息。

6.根据权利要求5所述的基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量仪的测量方法，其特征在于：步骤3)所述裂缝宽度的计算，具体如下：

根据两个列表pList1和pList2，分别计算出两条边缘的长度L1和L2，取两者的平均值L作为裂缝的长度；设裂缝占据的像素数量为n，由裂缝平均宽度为w＝n/L×coffe；其中，coffe为每个像素对应的真实长度，通过像素标定得到。

7.根据权利要求6所述的基于智能手机实现的混凝土表面裂缝宽度测量方法，其特征在于：所述像素标定的具体过程如下：

选定好木质垫块后，在一张洁净的白纸上用黑色笔画一条宽度为10mm，长度为10cm的直线，模拟一条裂缝，将木质垫块放置在白纸上的直线旁边，将智能手机的背部紧靠木质垫块的上表面，使摄像头对准该直线，通过摄像头采集该直线的图像，程序将自动识别出直线图像在宽度方向占据的像素数量N，由像素与实际长度之间的比例关系为coffe＝10/N mm/pixel。