[发明专利]基于光学传感感知的目标表面特征变化识别系统与方法

说明书

本发明提出基于光学传感感知的目标表面特征变化识别系统与方法。所述系统包括配置高精度光学传感器与微型边缘计算终端的无人机、与无人机进行无线通信的近场便携式终端、图像处理云引擎以及对应的第一级、第二级、第三级图像帧分析引擎。微型边缘计算终端还配置有路径规划引擎控制所述无人机的移动路径。第三级图像帧分析引擎接收所述第一级图像帧分析引擎的运算结果和或所述第二级图像帧分析引擎的运算结果，并从所述目标结构数据库中获取所述三维结构数据后，发送给所述路径规划引擎更新所述无人机的移动路径。本申请利用配置边缘计算终端无人机获取目标图像并进行差分运算来进行特征变化识别，能够避免数据传输阻塞以及抖动的问题。

技术领域

本发明属于建筑安全检测技术领域，尤其涉及一种基于光学传感感知的目标表面特征变化识别系统与方法。

背景技术

伴随着经济的发展，城市化进程的加速，越来越多的建筑物林立在我们的城镇中，但是建筑物由于受到材料、施工工艺、环境等各个方面因素的影响，均会出现或多或少的质量问题，其中最显著的问题就是建筑物外墙表面的质量问题。

由于建筑物外墙质量的影响因素复杂、检测难度大、缺陷危害严重等原因，其评价与检测一直是一个技术难点同时也是学界研究的重点。最开始的检测方法包括观察法和敲击法，然而，这两种方法具有主观性、局限性强且不能准确、及时、完整的对其进行检测。

随着技术的进步，逐渐引入了无损检测技术。无损检测是指在不损害或不影响物体内部结构的前提下，利用材料内部结构异常引起的热、磁、光、电、声等现象，对物体的组织结构和力学性能进行评定的方法。目前常用的无损检测技术主要有超声波检测技术、声发射检测技术、雷达波检测技术、冲击回波法检测技术、红外检测技术。

例如，申请号为CN201611056046.0的中国发明专利申请提出一种建筑物外墙体质量检测装置及其检测方法，包括有无人机本体以及控制无人机本体飞行的无人机遥控器，无人机本体的底部设置有检测盒，检测盒的内部分别设置有微处理器以及与微处理器电性连接的无线接收模块和存储器，检测盒的内部的一侧还设置有摄像头和激光定位器，激光定位器的前端设置有十字镜头，十字镜头的中间位置设置有红外测温仪，还包括有与检测盒进行无线连接的测温仪遥控器。使用时控制无人机起飞，启动红外测温仪对墙体的温度进行检测，在这个过程中，激光定位器可以对红外线检测的位置进行记录，根据温度偏差与空鼓、缝隙、开裂等关系，精准找出有可能脱落的外墙砖和外墙渗水的准确部位，使用较方便，检测效率更高。

然而，上述技术方案仅仅是泛泛的提出“根据温度偏差与空鼓、缝隙、开裂等关系，精准找出有可能脱落的外墙砖和外墙渗水的准确部位”，并未给出具体的识别方案；此外，上述方案只能检测出明显的“空鼓、缝隙、开裂”等特征，而对于潜在的细微裂痕和抖动，无法做出更准确的预测和识别；此外，虽然一般的图像处理方法能够识别出图像中的裂纹和抖动，但是由于自然环境以及硬件本身的影响，会导致图像采集设备获取的待识别图像本身存在自然抖动影响而导致错误识别；更重要的是，对于大型建筑物外墙，如果针对每一个区域都进行图像帧识别处理，将带来巨大的数据传输量和数据处理量。