本發(fā)明涉及高空結構物外觀檢測的技術領域，具體涉及一種用于高空結構物的圖像像素標定的輔助裝置。

背景技術：

在土木工程中，混凝土結構會因為各種原因產(chǎn)生裂縫，影響其使用、耐久性乃至安全。準確掌握混凝土構件的形態(tài)、長度、寬度等，在正確判斷混凝土構件的狀態(tài)并提出科學合理的處理方案中起著至關重要的作用，因此，在結構施工后期的維護工作中對裂隙的檢測工作不容忽視。傳統(tǒng)人工表面檢測的測量方式雖有方法直接、可控性較強等優(yōu)點，但也有其缺點：工作量大、受環(huán)境制約明顯，對于結構物外觀尤其是高處建筑和高架橋梁等結構物外觀的檢測，尤為耗費人力、物力、財力，且安全系數(shù)較低。而采用無人飛行技術雖可以簡便快捷地采集到結構物外觀圖像，卻很難做出像素尺寸標定，得不出圖像中結構物外觀的實際尺寸。

綜上可以看出，為了解決上述問題，有必要開發(fā)一套基于無人機的高空結構物外觀檢測的圖像像素標定輔助裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種用于高空結構物的圖像像素標定的輔助裝置，解決了現(xiàn)有高空結構物外觀檢測工作量大、安全系數(shù)較低以及利用無人機技術很難做出像素尺寸標定，得不出圖像中結構物外觀的實際尺寸等問題。

本發(fā)明可通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種用于高空結構物的圖像像素標定的輔助裝置，包括嵌套在無人機的著陸架上的多個夾具，多個所述夾具對稱地均勻設置在無人機兩側的著陸架上，所述夾具用于固定帶有標定片的基本桿，所述標定片垂直設置于基本桿的一端，用于對高空結構物的外觀尺寸做標定，所述輔助裝置設置在著陸架外部的部分的質量小于在著陸架內部的部分的質量。

進一步，所述夾具外側設置有兩個平行的固定板，所述固定板一端設置在夾具上，另一端裸露在夾具外側且設置有通孔，兩個固定板的通孔的圓心位于同一直線上，所述通孔內徑和基本桿外徑采用過盈配合，所述基本桿的沒有標定片的一端穿過通孔設置在夾具上。

進一步，在所述夾具外側的兩個平行的固定板之間設置有卡環(huán)，所述卡槽呈開口狀，所述開口的兩側設置有耳朵，所述耳朵上設有螺紋孔，所述卡環(huán)的內徑和基本桿的外徑相同，所述基本桿的沒有標定片的一端穿過通孔和卡環(huán)，螺栓穿過卡環(huán)上的螺紋孔與螺母配合用于調整開口的大小，進而鎖定基本桿。

進一步，所述夾具呈開口狀，開口的兩側設置有耳朵，所述耳朵上均勻開設有螺紋孔，螺栓穿過螺紋孔與螺母配合用于調整開口的大小，所述夾具的內側設置有海綿。

進一步，所述基本桿的一端垂直設置有擋片，所述擋片上貼有橡膠墊片，所述橡膠墊片上貼有標定片，所述標定片上涂有膠水。

進一步，所述標定片和橡膠墊片之間的粘合力遠小于標定片與高空結構物之間的粘合力。

進一步，所述標定片采用透明塑料制成，表面標有網(wǎng)格刻度，每個網(wǎng)格尺寸為1毫米*1毫米，所述標定片的尺寸為2厘米*2厘米。

進一步，所述輔助裝置的部件除了標定片和橡膠墊片，均采用鋁制品，所述基本桿采用空心圓管，長度小于等于1米。

一種基于上文所述的用于高空結構物的圖像像素標定的輔助裝置的標定方法，包括以下步驟：

步驟一、將所述輔助裝置安裝在無人機的著陸架上，并利用無人機將所述標定片粘貼到待測試的高空結構物的表面；

步驟二、利用如下方程式，計算采集圖片上的像素與實際尺寸的換算系數(shù)x；

x＝a/b

其中，a表示所述標定片的實際尺寸值a，b表示與所述標定片對應的圖片上的像素尺寸值，x的單位為mm/pixel；

步驟三、根據(jù)換算系數(shù)x計算高空結構物所需測量的實際尺寸。

本發(fā)明有益的技術效果在于：

1)本發(fā)明的輔助裝置的各部分組成材質輕便，且均勻對稱地分布在無人機兩側，不會對無人機飛行的穩(wěn)定性造成影響，保證圖像采集和標定工作的順利實施。

2)本發(fā)明滿足結構物外觀尤其是高處建筑和高架橋等結構物外觀檢測靈活、簡便、省時高效的要求，還具有使用成本低，方便推廣應用等優(yōu)點，具有顯著性的市場應用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的圖1中標志a所示的放大示意圖；

其中，1-著陸架，2-基本桿，3-擋片，4-橡膠墊片，5-標定片，6-卡環(huán)，7-固定板，8-夾具，9-螺紋孔，10-海綿，11-云臺相機。

具體實施方式

下面結合附圖及較佳實施例詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種用于高空結構物的圖像像素標定的輔助裝置，包括嵌套在無人機的著陸架上的四個夾具8，這四個夾具8對稱地均勻設置在無人機兩側的著陸架1的轉角上，該夾具8用于固定帶有標定片5的基本桿2，該標定片5垂直設置于基本桿的一端，用于對高空結構物的外觀尺寸做標定。

該夾具8呈l型結構，在l型結構的長邊外側設置有兩個平行的固定板7，固定板7一端設置在夾具8上，另一端裸露在夾具8外側且設置有通孔，兩個固定板7的通孔的圓心位于同一直線上，該通孔內徑和基本桿外徑采用過盈配合，在夾具8外側的兩個平行的固定板7之間設置有卡環(huán)6，該卡環(huán)6呈開口狀，開口的兩側設置有耳朵，耳朵上設有螺紋孔，卡環(huán)6的內徑和基本桿2的外徑相同，基本桿2的沒有標定片5的一端穿過通孔和卡環(huán)6，螺栓穿過卡環(huán)6上的螺紋孔與螺母配合用于調整開口的大小，進而鎖定基本桿。這樣可以雙重保障無人機在向高空結構物貼標定片5時，基本桿2不移動。

該夾具8也呈開口狀，開口的兩側設置有耳朵，在耳朵上均勻開設有螺紋孔9，螺栓穿過螺紋孔9與螺母配合用于調整開口的大小，夾具的內側設置有海綿10。這樣，通過螺栓9與海綿10調節(jié)夾具與無人機的著陸架1的接觸緊實度，適應于不同尺寸的無人機的著陸架，并通過調節(jié)海綿10保護著陸架1。

該基本桿2的一端垂直設置有擋片3，擋片3上用強力膠貼有橡膠墊片4，橡膠墊片4上貼有標定片5，標定片5采用透明塑料制成，一面光滑，與橡膠墊片粘在一起，另一面帶有適用于結構物外觀粘結的無色透明膠水，這樣橡膠墊片4和標定片5之間的粘合力遠小于標定片5與高空結構物之間的粘合力。橡膠墊片4帶有一定彈性，能在利用無人機對結構物外觀粘貼標定片5的時候起緩沖作用，避免對輔助裝置和無人機的破壞，同時保證標定片5能順利的粘貼在高空結構物上。

輔助裝置的部件除了標定片5和橡膠墊片4，均采用鋁制品，基本桿2采用空心圓管，長度小于等于1米，標定片5表面標有網(wǎng)格刻度，每個網(wǎng)格尺寸為1毫米*1毫米，標定片5的尺寸為2厘米*2厘米。

該輔助裝置設置在著陸架外部的部分的質量小于在著陸架內部的部分的質量，總質量不足400g，遠小于一般無人機的承載能力，根據(jù)結構物質心定理和杠桿原理，該種設置可保證無人機飛行時的平穩(wěn)性。

本發(fā)明還提供了一種用于高空結構物的圖像像素標定的方法，包括以下步驟：

步驟一、將上述的輔助裝置安裝完后，啟動無人機并飛至高空結構物外觀待檢區(qū)，到達指定位置后，通過觀察云臺相機傳輸回來的圖像信息，控制無人機慢慢向結構物靠近，在標定片5接觸結構物外觀時，輕給無人機油門，使標定片5能充分與結構物外觀接觸，保證粘貼效果。

步驟二、標定片5粘貼完成后，通過云臺相機對含標定片5的區(qū)域采集圖片，拍攝結束后，返回無人機，通過采集到圖片中的標定片的實際尺寸值amm與其像素尺寸值bpixel進行比對，即可得到該張圖片上的像素與實際尺寸的換算系數(shù)x：

x＝a/b

x的單位為mm/pixel。

步驟三、根據(jù)換算系數(shù)x計算高空結構物所需測量的實際尺寸。

本發(fā)明的輔助裝置的各部分組成材質輕便，且均勻對稱地分布在無人機兩側，不會對無人機飛行的穩(wěn)定性造成影響，保證圖像采集和標定工作的順利實施。

另外，滿足結構物外觀尤其是高處建筑和高架橋等結構物外觀檢測靈活、簡便、省時高效的要求，還具有使用成本低，方便推廣應用等優(yōu)點，具有顯著性的市場應用價值。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，因此，本發(fā)明的保護范圍由所附權利要求書限定。