[发明专利]一种利用彩色三维码监测裂缝变化的装置和方法

说明书

本发明公开了一种利用彩色三维码监测裂缝变化的装置和方法，彩色三维码的特征在于其为表面是平面与凸起间隔分布，三维码表面涂有红、绿、蓝、黄、橙、紫六种颜色；本发明包括设置装置，技术处理两个步骤：设置装置将主码和副码分别粘接在结构裂缝的两侧；技术处理通过对彩色三维码进行编码，增加有效特征点，并利用三维重建技术，将标识上固定不变的标识点作为计算对象，计算出不同时间点的标识上点的三维空间坐标，将其视为裂缝在三维空间的发展变化，结合初始数据，可计算出变化后各参数的实际值，并加以分析，从而达到监测裂缝宽度及错动的变化情况。

技术领域

本发明涉及一种用于监测裂缝宽度、错动变化的装置和方法，属于裂缝监测技术领域。

背景技术

裂缝是混凝土结构中最为普遍的病害现象，严重地影响混凝土结构耐久性与安全性。混凝土工程结构的破坏，其诱因可能有多种，但演化过程都是混凝土构件产生裂缝→严重开裂→破坏，也就是说裂缝是表现结构安全性的最为主要的指标之一。及时发现混凝土裂缝出现的位置、时机与发展趋势是保障工程安全的重要前提，进而避免出现重大安全事故，具有重要的工程意义。因此，需要对混凝土结构裂缝的情况和发展变化进行监测；

目前，对于混凝土结构裂缝的监测，常常采用人工检测手段。人工检测速度慢、难度大、花费巨大劳动力，随着对检测精度的要求不断提高，其精度已经难以满足。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种监测裂缝变化的彩色三维码，通过三维坐标的变化来监测裂缝的变化情况，增加了裂缝监测的丰富性；

本发明采用的技术方案是：彩色三维码为间隔凸起的小方柱，各表面着有不同的颜色，对颜色进行编码，通过三维重建技术，监测彩色三维码的空间三维坐标及转角的变化，从而反映出裂缝在三维空间的变化情况；

本发明的有益效果：由于传统的结构裂缝监测大多数是通过人工进行，难度大，操作不便，精确度低，且只能得到裂缝的宽度变化，不能获知裂缝的错动情况；本发明能实现非接触测量，方便、快捷，数字化的结构模型易于实现信息全面的集成和管理，可降低裂缝现场测量的劳动时间和工作量，节省劳动力，能较为准确的反映真实结构裂缝得变化，为结构整体性分析提供直观的数据模型。

附图说明

附图1为系统俯视图；

附图2为系统侧视图；

附图3为张正友棋盘格示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围；

如图1所示：一种利用彩色三维码监测裂缝变化的装置和方法，包括：主码（1）、副码（2），具体操作步骤如下：

步骤一：使用结构胶将主码（1）和副码（2）粘结在需要监测的结构裂缝两旁；

步骤二：图像采集可以使用单目相机多角度拍摄或使用双目相机，两者都需要进行标定，采用三维码的凹凸信息模仿棋盘格进行立体标定，得出相机的内参和外参，其中内参包括基本矩阵和畸变矩阵，外参包括旋转矩阵和平移矩阵；

步骤三：待粘接牢固后，使用双目相机或单目相机对主码（1）和副码（2）进行拍摄，拍摄时要注意主码（1）和副码（2）都要在两个相机的镜头内；

步骤四：对所拍摄到的图片进行图像处理，通过算法识别彩色三维码上的颜色编码，解码三维码上的编码信息，确定主副码；

步骤五：将颜色交点设置为特征点，通过对图片进行处理，得到拍摄图片上的每个特征点信息，计算出特征点的图像像素二维坐标，再利用匹配算法对拍摄图片的特征点进行匹配处理；