[发明专利]混凝土预制梁成品质量检测和数字实体模型构建系统及方法

说明书

本发明涉及一种混凝土预制梁成品质量检测和数字实体模型构建系统及方法，整体系统包括检测框架、视觉信息获取阵列、样品运载组件和视觉信息处理组件。视觉信息获取阵列设于检测框架上，构成沿检测框架的环形视觉场，所述视觉信息获取阵列包括多个激光测距单元和光学相机单元，每个所述激光测距单元和光学相机单元分别与所述视觉信息处理组件无线或有线通信连接。与现有技术相比，本发明通过检测框架、视觉信息获取阵列、样品运载组件和视觉信息处理组件的耦合将梁的全部安全信息构建为数字实体模型，在质量检测方面实现对待测预制梁段进行裂缝、变形和其他表观缺陷等检测，具有快速化、标准化、精准化、智能化等优点。

技术领域

本发明涉及建筑材料质量检测领域，尤其是涉及混凝土预制梁成品质量检测和数字实体模型构建系统及方法。

背景技术

混凝土构件预制工艺是在工厂或工地预先加工制作建筑物或构筑物的混凝土部件的工艺。采用预制混凝土构件进行装配化施工，具有节约劳动力、克服季节影响、便于常年施工等优点。推广使用预制混凝土构件，是实现建筑工业化的重要途径之一。

由于目前预制钢筋混凝土构件的施工质量及运输过程中的损耗难以保障，常出现裂缝、蜂窝麻面、离析、破损等病害，继而影响结构整体的安全性。传统方法通过厂内工人进行手动排查，具有费时费力、主观性强、检测结果不全面等缺点。因此亟需研发一种能够实现预制梁段成品的质量控制和信息化管理的设备，以此有效支撑结构服役期智能运维和性能监测。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供混凝土预制梁成品质量检测和数字实体模型构建系统及方法，在质量检测方面实现对待测预制梁段进行裂缝、变形和其他表观缺陷等检测，与传统方法相比具有快速化、标准化、精准化、智能化等优点，保证了待测梁端的合理安全使用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一个目的是保护一种混凝土预制梁成品质量检测系统，包括检测框架、视觉信息获取阵列、样品运载组件和视觉信息处理组件；

所述视觉信息获取阵列设于检测框架上，构成沿检测框架的环形视觉场，所述视觉信息获取阵列包括多个激光测距单元和光学相机单元，每个所述激光测距单元和光学相机单元分别与所述视觉信息处理组件无线或有线通信连接；

所述样品运载组件能够以特定速度将混凝土预制梁成品输运穿过所述检测框架；

在混凝土预制梁成品的动态输运过程中，通过激光测距单元与视觉信息处理组件的耦合得到混凝土预制梁成品的稀疏点云模型，通过光学相机单元与视觉信息处理组件的耦合得到混凝土预制梁成品的图像信息，视觉信息处理组件基于稀疏点云模型实现图像信息的拼接，得到混凝土预制梁成品的表观全景图，视觉信息处理组件采用深度语义分割网络，对表观全景图结构表观的特征进行提取，形成梁段表观特征向量，并以梁段表观特征向量实现混凝土预制梁成品的质量评价。

进一步地，所述检测框架为环形桁式结构。

进一步地，所述样品运载组件为贯穿所述检测框架的水平输运设备。

进一步地，所述样品运载组件为轨道式输运设备、传送带式输运设备、工业搬运机器人中的一种。

进一步地，所述视觉信息获取阵列还包括同步采集器，所述同步采集器分别与各个激光测距单元和光学相机单元电连接。

进一步地，所述激光测距单元为多点红外测距传感器，所述光学相机单元为多目相机。

进一步地，所述视觉信息处理组件包括微处理器以及通过主线与微处理器连接的主存储器和辅助存储器，所述主线上连接有信号传输器，所述信号传输器与所述同步采集器无线或有线连接。

进一步地，所述混凝土预制梁成品质量检测系统还包括运载组件控制单元和人机交互界面，所述人机交互界面与所述运载组件控制单元电连接。