一種立桿垂直度檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用圖像處理技術的高適應性腳手架立桿垂直度檢測方法，包括以下步驟：提供一圖像采集設備，拍攝需要檢測垂直度的立桿，獲取所述立桿的數(shù)字圖像；提供一顯示設備顯示所述立桿的數(shù)字圖像，基于所述顯示設備壓縮顯示大致圖像區(qū)域；壓縮后的圖像每h個像素作為一個水平條，對每個水平條垂直投影獲取定位點，選擇合適定位點擬合出來的直線投影到距離與法線空間上，找出法線方向分布峰值，求出立桿垂直度。
【專利說明】一種立桿垂直度檢測方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種垂直度檢測方法，尤其涉及一種采用圖像處理技術的高適應性腳手架立桿垂直度檢測方法。

【背景技術】
[0002]腳手架是建筑物施工過程中的一種臨時工程，其安全性、穩(wěn)定性及可靠性對建筑工程的順利完工至關重要。立桿作為腳手架體系中最主要的部件，是傳遞垂直施工荷載的承壓桿件。立桿在安裝時若有過大的垂直度偏差，其受力狀態(tài)會受到極大影響，腳手架的承載能力也隨之降低，甚者會因承載力損失而發(fā)生坍塌。國內(nèi)外曾有許多腳手架坍塌的安全事故，影響非常惡劣，諸多事故中立桿垂直度偏差較大是原因之一?！督ㄖ┕た奂戒摴苣_手架安全技術規(guī)范》(JGJ130—2011)中規(guī)定，腳手架立桿垂直度偏差要求為< 3%。，檢測方法為用經(jīng)緯儀或吊線和鋼尺，按3%比例抽檢。規(guī)范雖然對垂直度偏差及檢測方法等有明確規(guī)定，但采用現(xiàn)有技術檢測難度較大。首先是現(xiàn)有技術效率不高，無論經(jīng)緯儀還是吊線，操作都很繁瑣，每次只能檢測一根立桿，當腳手架面積較大時工作量非常大；其次現(xiàn)有技術要求必須有人員爬到立桿頂部打點或吊線，當腳手架體較高時，人員上下無專用安全通道，有很大安全隱患；再次，現(xiàn)有規(guī)范中規(guī)定了腳手架安裝完成后立桿垂直度要求，但在腳手架安裝完成后立桿與水平桿、剪刀撐等連成整體，如立桿垂直度偏差不符合規(guī)范要求，調(diào)整難度非常大，因此必須在腳手架安裝過程中實時檢測立桿垂直度，現(xiàn)有技術無法實現(xiàn)。
[0003]隨著我國城市建設的不斷發(fā)展，越來越多的建筑出現(xiàn)在各個城市之中，伴隨各式建筑的不斷增多，隨之而來的建筑腳手架數(shù)量也越來越多。腳手架安裝的質(zhì)量直接關系到腳手架的安全，這其中腳手架立桿垂直度是重要指標之一，而其檢測方法卻仍然很原始，主要是利用地球重力吊垂線，將一根細繩上端與立桿頂部緊貼固定，下端掛一個重錘使其自由垂落，然后量測底部立桿與垂線之間距離。這種方法需要工人爬上腳手架，效率不高而且非常不安全，重錘會做周期性擺動且短時間內(nèi)停不下來，且受風吹等因素影響造成垂直測量上的偏差。
[0004]趙群飛、張浩等人在專利申請《電梯導軌垂直度檢測機器人》(CN200410067147)中公開了一種垂直度檢測裝置，該裝置采用磁性輪驅(qū)動移動平臺，單片機控制減速電機、拍攝，檢測電梯導軌的垂直度。
[0005]鄭學德在專利申請《垂直度檢測尺》(CN99227642)中公開了一種垂直度檢測尺，該裝置主要由活動靠腳、靠腳安裝架、制動銷、彈簧組成；利用兩端面的活動靠腳，并通過彈簧推動制動銷和活動靠腳的定位銷孔配合，使活動靠腳維持伸出狀態(tài)，用來檢測建筑工程中內(nèi)墻角的垂直度。
[0006]盧克強、趙宗文等人在專利申請《模板垂直度檢測裝置》(CN201320566526)中公開了一種模板垂直度檢測裝置，該裝置為一種框架結(jié)構(gòu)包括支撐桿以及分別垂直連接支撐桿的上支腳和下支腳，上支腳與下支腳平行且等長，上支腳連接一吊線、下支腳對應所述吊線設有刻度，采用將吊線固定在一垂直結(jié)構(gòu)上并相應設有刻度尺檢測垂直度。
[0007]但是上述現(xiàn)有的垂直度檢測方法皆存在以下缺陷:
[0008]I)效率底，人工成本高，每次只能檢測一根立桿，且必須要由專業(yè)人員操作，對作業(yè)人員的經(jīng)驗和操作技能有較高要求，人為誤差對檢測結(jié)果也會有一定影響；
[0009]2)安全性差，作業(yè)人員必須爬到架體頂部操作，因垂直度要求按3%比例抽檢，腳手架上無法搭設專用檢測垂直度的安全通道，對作業(yè)人員的人身安全有很大隱患；
[0010]3)適應性差，只能在腳手架安裝完成后檢測，而對于立桿垂直度控制最有效的階段是在搭設過程中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種新型的腳手架立桿垂直度檢測方法，以解決上述現(xiàn)有檢測方法中帶來的缺陷。
[0012]本發(fā)明公開了一種一種立桿垂直度檢測方法，包括以下步驟:
[0013]提供一圖像采集設備，拍攝需要檢測垂直度的立桿，獲取所述立桿的數(shù)字圖像；
[0014]提供一顯示設備顯示所述立桿的數(shù)字圖像，同時在所述顯示設備上選擇所述立桿的數(shù)字圖像的大致圖像區(qū)域DxXDy，并基于所述顯示設備的幾何尺寸IxX Iy，壓縮顯示所述大致圖像區(qū)域；
[0015]將所述壓縮顯示的大致圖像區(qū)域每h個像素作為一個水平條，對每個水平條垂直投影，從而獲得水平條中第j列所有像素的灰度值垂直投影值P(j)，其中:

【權(quán)利要求】
1.一種立桿垂直度檢測方法，其特征在于包括以下步驟: 提供一圖像采集設備，拍攝需要檢測垂直度的立桿，獲取所述立桿的數(shù)字圖像； 提供一顯示設備顯示所述立桿的數(shù)字圖像，同時在所述顯示設備上選擇所述立桿的數(shù)字圖像的大致圖像區(qū)域DxXDy，并基于所述顯示設備的幾何尺寸IxX Iy，壓縮顯示所述大致圖像區(qū)域； 將所述壓縮顯示的大致圖像區(qū)域每h個像素作為一個水平條，對每個水平條垂直投








影，從而獲得水平條中第j列所有像素的灰度值垂直投影值P (j)，其中:p(j) = K“j),p(j)為水平條中第j列所有像素的灰度值垂直投影值，c (i，j)為水平條內(nèi)(i，j)處的像素灰度值，j = 1，2，...，Ix ; 根據(jù)P(j)曲線上波峰確定所述立桿的有效檢測區(qū)域，以所述有效檢測區(qū)域的中心作為定位點； 在平面坐標系中，基于所述定位點擬合出直線，并采用以下參數(shù)方程表示: P = xcosΘ+ysinΘ P表示平面坐標系原點到直線的垂直距離，Θ表示直線的法線方向，x、y為平面坐標系上定位點的坐標； 將所述定位點擬合出的直線投影到距離與法線空間上，找出法線方向分布峰值，從而求出所述立桿的垂直度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述定位點擬合出的直線投影到距離與法線空間上，找出法線方向分布峰值，從而求出所述立桿的垂直度的步驟中，進一步包括: 在所述立桿的有效檢測區(qū)域的頂部和底部，各標記兩個點； 分別找出與這兩個點距離上較近的兩組定位點集合P和Q，每組定位點與另一組所有點相連組成直線，對于集合P和Q上任意兩個點P (Xi, Yi)、q(Xi, Yi)，由公式:P =XCOS Θ +ysin Θ以及平面兩點共線原理可知,這兩點映射到(P, Θ)參數(shù)平面上的兩條正弦曲線必定會交于某點(P。，Θ。):
P O = XiCOS Θ o+yjsin Θ O
P ο = XjCOS Θ o+yjsin θ ο 上式變換可得Θ Q = arctanU1-Xj/Vj-yi),計算出一對(P。，Θ 0)參數(shù)值； 找到參數(shù)空間(P，Θ)中Θ分布的峰值Θ’以及其對應的P’，計算所述立桿的有效檢測區(qū)域頂部和底部的圖像坐標(X’ 1； I，,)、(X’ 2，? 2); 將壓縮圖中的坐標轉(zhuǎn)換為原圖坐標:
從而計算立桿的斜率Ct = Brctg(Y2-Y1ZX2-X1),最后結(jié)合拍攝時圖像采集設備的滾角得到立桿的實際垂直度β。
【文檔編號】G01B21/22GK104197888SQ201410505627
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】溫鎖林, 朱雁飛, 陳剛, 陳少波, 王祎, 金國鑫 申請人:上海隧道工程有限公司