一種基于嵌入式的建筑物表面裂縫檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑物質(zhì)量檢測設(shè)備，特別涉及一種基于嵌入式的建筑物表面裂縫檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]裂縫廣泛存在于橋梁、路面、墻體等建筑物表面，是建筑物損壞的主要危害來源之一。我國建筑物數(shù)量龐大，但總體檢測技術(shù)狀況不容樂觀，亟需高效、便攜、準(zhǔn)確的檢測手段，這對(duì)保障工程安全、防止事故具有重要意義。
[0003]裂縫檢測分為近距離測量和遠(yuǎn)距離測量，傳統(tǒng)的裂縫檢測手段大多只針對(duì)近距離測量，主要有裂縫寬度標(biāo)尺法、裂縫顯微鏡法和人工讀數(shù)方式的裂縫檢測儀法三種。其中，裂縫寬度標(biāo)尺使用簡單，但測量范圍小，精度低，一般用作粗測;裂縫顯微鏡具有一定的測量范圍和測量精度且價(jià)格便宜，是目前國內(nèi)主要的裂縫檢測方法，但需要人工觀察顯微鏡并讀數(shù)記錄，勞動(dòng)強(qiáng)度高、人為誤差大;人工讀數(shù)方式的裂縫檢測儀使用前端攝像頭采集裂縫圖像，在顯示屏上顯示，并通過屏幕上的電子標(biāo)尺人工讀數(shù)，在一定程度降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，但依然具有人為誤差大的缺點(diǎn)。
[0004]嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁剪，對(duì)硬件的體積、成本、功耗等有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，基于嵌入式技術(shù)的裂縫檢測儀可實(shí)現(xiàn)智能化和小型化，代表了裂縫檢測領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
[0005]例如申請(qǐng)公布號(hào)CN 103808368 A的專利文獻(xiàn)公開了一種便攜式鋼筋混凝土檢測儀，包括有處理器和鋼筋混凝土檢測傳感器，鋼筋混凝土檢測傳感器將檢測數(shù)據(jù)傳送給處理器，所述處理器為智能手機(jī)或便攜式電腦，所述鋼筋混凝土檢測傳感器為裂縫顯微鏡。上述檢測儀由于將傳統(tǒng)的鋼筋混凝土檢測儀中的帶有顯示功能的處理器更換為智能手機(jī)或便攜式電腦，并在智能手機(jī)或便攜式電腦中安裝了相應(yīng)的軟件，不僅解決了傳傳的處理器體積龐大不便攜帶的問題，而且還大大降低了成本。
[0006]但是上述的這類產(chǎn)品仍有以下不足:第一，絕大多數(shù)都是只針對(duì)近距離測量的；第二，現(xiàn)有的遠(yuǎn)距離測量都是采用望遠(yuǎn)鏡自帶的分劃板、十字絲等來測量被測物與儀器間的距離，一來精度不高、影響最終裂縫檢測精度，二來望遠(yuǎn)鏡自帶的測距功能使用比較麻煩；第三，目前還沒有基于嵌入式技術(shù)且把近距離和遠(yuǎn)距離測量整合在一臺(tái)儀器的裂縫檢測儀，用戶往往需要同時(shí)購買近距離和遠(yuǎn)距離測量儀器，即增加了開支，也給一些同時(shí)有遠(yuǎn)近距離測量任務(wù)的工地使用帶來了不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種基于嵌入式的建筑物表面裂縫檢測裝置，整合近距離和遠(yuǎn)距離裂縫檢測模塊，具有使用方便、體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]—種基于嵌入式的建筑物表面裂縫檢測裝置，包括機(jī)身，安裝在機(jī)身上的光學(xué)鏡頭模塊、圖像采集模塊、嵌入式處理計(jì)算模塊以及供電模塊，其特征在于，所述機(jī)身設(shè)有圖像采集通道，所述光學(xué)鏡頭模塊包括可拆卸安裝在圖像采集通道一端的近距離測量鏡頭和遠(yuǎn)距離測量鏡頭，所述圖像采集模塊包括安裝在圖像采集通道另一端用于接收經(jīng)過近距離測量鏡頭或遠(yuǎn)距離測量鏡頭的光線的圖像傳感器及圖像信號(hào)調(diào)理電路。
[0009]本發(fā)明中并不是簡單地將兩套測距系統(tǒng)整合，而是將近距離測量鏡頭和遠(yuǎn)距離測量鏡頭分別作為近距離和遠(yuǎn)距離裂縫檢測的光學(xué)鏡頭，可拆卸地安裝到同一圖像采集通道中與圖像采集模塊配合以進(jìn)行近距離或遠(yuǎn)距離裂縫圖像的獲取，通過一套圖像采集模塊、嵌入式處理計(jì)算模塊和供電模塊完成近距離和遠(yuǎn)距離兩種測量，提高了檢測裝置的適用范圍且不增加裝置的體積，以保證裝置的便攜性。
[0010]為了提高遠(yuǎn)距檢測的精度，優(yōu)選的，還包括安裝在機(jī)身上的紅外測距模塊。改善遠(yuǎn)距離測距功能，提供高精度、使用方便的測距方式。
[0011 ]具體的，為了方便制造和使用，優(yōu)選的，所述紅外測距模塊包括:
[0012]紅外信號(hào)發(fā)生器，安裝在機(jī)架上用于向建筑物發(fā)射紅外光；
[0013]第一分光鏡，安裝在遠(yuǎn)距離測量鏡頭和圖像傳感器之間的光線路徑上，用于反射紅外光和透射可見光；
[0014]紅外傳感器，接收第一分光鏡反射的紅外光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；
[0015]紅外信號(hào)調(diào)理電路，用于接收紅外傳感器的輸出信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行調(diào)理后傳送至嵌入式處理計(jì)算模塊進(jìn)行測距計(jì)算。遠(yuǎn)距離測量鏡頭與紅外信號(hào)發(fā)生裝置用于遠(yuǎn)距離測量；分光鏡表面有鍍膜，可以反射紅外光、透射可見光，這樣可消除可見光對(duì)紅外光的干擾。
[0016]為了裝置整體結(jié)構(gòu)的緊湊性，優(yōu)選的，所述紅外傳感器安裝在所述圖像采集通道安裝有圖像傳感器的一端，所述紅外測距模塊還包括將第一分光鏡反射的紅外光反射到紅外傳感器上的第二分光鏡，所述第一分光鏡和第二分光鏡的反射面相互平行。所述紅外傳感器和圖像傳感器安裝在同一側(cè)，便于電路的緊湊連接，第一分光鏡使紅外光偏離圖像采集通道，第二分光鏡用于調(diào)節(jié)紅外光的路徑使其重新與圖像采集通道平行。
[0017]為了方便使用，優(yōu)選的，所述第一分光鏡和第二分光鏡安裝在遠(yuǎn)距離測量鏡頭內(nèi)。
[0018]為了方便制造和使用，優(yōu)選的，所述紅外信號(hào)發(fā)生器安裝在圖像采集通道的外壁上。
[0019]可拆卸的連接方式很多，為了使用方便，優(yōu)選的，所述近距離測量鏡頭和遠(yuǎn)距離測量鏡頭與圖像采集通道的端口之間通過螺紋連接。
[0020]為了提高近距檢測的準(zhǔn)確性，優(yōu)選的，所述近距離測量鏡頭包括:
[0021 ]近距離測量鏡筒，一端與圖像采集通道可拆卸連接；
[0022]LED燈組，包括多個(gè)LED燈，多個(gè)LED燈安裝在近距離測量鏡筒的另一端且繞鏡筒中心軸周向均勾分布；
[0023]顯微物鏡，安裝在近距離測量鏡筒內(nèi)且位于中心軸上；
[0024]調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
[0025]為了提高遠(yuǎn)距檢測的準(zhǔn)確性，優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)距離測量鏡頭包括:
[0026]遠(yuǎn)距離測量鏡筒，一端與圖像采集通道可拆卸連接；
[0027I望遠(yuǎn)物鏡，安裝在遠(yuǎn)距離測量鏡筒的另一端；
[0028]調(diào)焦鏡，安裝在遠(yuǎn)距離測量鏡筒內(nèi)可以沿軸向移動(dòng)。
[0029]為了提高檢測精度，本裝置的光學(xué)鏡頭模塊需要穩(wěn)固地安裝在機(jī)身上，優(yōu)選的，所述機(jī)身與所述圖像采集通道可拆卸連接，所述圖像采集通道的外壁為圓管結(jié)構(gòu)，所述機(jī)身上設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括下支撐臺(tái)、上壓板以及緊固件；
[0030]所述下支撐臺(tái)具有與所述圓管底面匹配的弧形支撐面，所述上壓板為與所述圓管頂面匹配的弧形擠壓板；
[0031]所述緊固件包括固定在下支撐臺(tái)上且分別位于圖像采集通道兩側(cè)的兩塊彈性連接板以及將上壓板兩側(cè)分別與對(duì)應(yīng)側(cè)的彈性連接板連接以使上壓板產(chǎn)生向下壓緊力的兩根鎖緊桿，所述鎖緊桿基本水平布置且垂直所述圖像采集通道。通過調(diào)節(jié)鎖緊桿，拉緊弧形擠壓板的兩側(cè)，使上壓板變形，產(chǎn)生向下的壓緊力，其中彈性連接板為弧形板，提高彈性。
[0032]所述的處理計(jì)算模塊基于嵌入式技術(shù)，主要負(fù)責(zé)控制裂縫圖像的采集存儲(chǔ)、進(jìn)行圖像處理和計(jì)算裂縫尺寸信息，此外還分析經(jīng)紅外信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理過的紅外測距信號(hào)并計(jì)算儀器與被測物間距離。
[0033]所述的電源模塊采用了可充電的鋰電池與電源管理芯片，為近距離測量鏡頭的LED燈組、紅外信號(hào)發(fā)生器、圖像采集電路與紅外測距電路、嵌入式處理計(jì)算模塊提供電源。
[0034]本發(fā)明的有益效果:
[0035]本發(fā)明的基于嵌入式的建筑物表面裂縫檢測裝置把近距離和遠(yuǎn)距離裂縫測量單元整合在一臺(tái)儀器，有效降低用戶成本，并且通過對(duì)儀器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在擴(kuò)展其功能的同時(shí)保證了小型化和便攜性。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明裝置的框線結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明裝置安裝了遠(yuǎn)距離測量鏡頭的剖視示意圖。
[0038]圖3為本發(fā)明裝置的安裝示意圖。
[0039]圖4為遠(yuǎn)距離測量鏡頭與紅外測距模塊的工作原理圖
[0040]圖5為近距離測量鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ] 圖6為圖5的左視圖。
[0042]圖7為本發(fā)明裝置的顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖8為本發(fā)明的裂縫檢測軟件工作流程的線框圖。
[0044]圖中:1.支架、2.遠(yuǎn)距離測量鏡頭、3.圖像獲取通道、4.嵌入式處理計(jì)算模塊、5.近距離測量鏡頭、6.建筑物、101.下支撐臺(tái)、102.上壓板、103.鎖緊桿、104.彈性連接板、201.遠(yuǎn)距離測量鏡筒、202.雙膠合望遠(yuǎn)物鏡、203.調(diào)焦鏡、204.望遠(yuǎn)物鏡壓圈、205.調(diào)焦鏡壓圈、206.滑塊、207.銷釘、208.第一分光鏡、209.第二分光鏡、210.外螺紋、211.紅外信號(hào)發(fā)生器、212.凸透鏡、301.內(nèi)螺紋、302.圖像傳感器、303.紅外傳感器、401.SD卡接口、402.USB接口、403.電源接口、404.液晶屏與觸摸屏、501.白光LED、502.顯微物鏡壓圈、503.顯微物鏡、504.調(diào)焦手輪、505.外螺紋。
【具體實(shí)施方式】
[0045]如圖1所示，本實(shí)施例的基于嵌入式的建筑物表面裂縫檢測裝置包括:包括光學(xué)鏡頭模塊、圖像采集模塊、紅外測距模塊、嵌入式處理計(jì)算模塊以及電源模塊。
[0046]如圖2?7所示，本實(shí)施例在裝有遠(yuǎn)距離測量鏡頭2時(shí)的具體結(jié)構(gòu)包括:支架1、遠(yuǎn)距離測量鏡頭2、圖像獲取通道3和嵌入式處理計(jì)算模塊4。
[0047]遠(yuǎn)距離測量鏡頭2尾部設(shè)有外螺紋210，圖像獲取通