本发明涉及建筑领域，具体的说是一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测方法及装置。
背景技术：
裂缝观测是对建筑、桥梁、特种结构等混凝土结构物健康评估的重要依据，特别是裂缝扩展演化是了解结构状态现状和变化的最直观手段。目前主要使用读数游标卡尺、螺旋测微器、塞尺等进行观测，受测量姿态、作业工况及操作水平的影响很大，结果不够准确，特别是可重复性差。例如，如果本次测量时的姿态和位置无法与历史测量对位，则裂缝演化分析将存在较大的误差。
随着微电子技术的发展，一些裂缝观测仪器或装置被研究或开发出来。cn200920236196“裂缝观测仪”、cn200710124909“一种准确的裂缝宽度检测方法”和cn201620490066“巷道围岩裂纹扩展及其演化过程观测装置”是其中的典型代表。智博联公司的zbl-f130裂缝宽度观测仪则是市面在售产品的典型代表。特别注意其环形均匀分布的led光源。然而影响检测结果还存在以下因素：1)前后两侧拍摄的位置是否相同；2)两次拍摄的工位及相机姿态是否相同；虽然拍摄人员会尽量垂直摄像和设置标志点，但对于较小的裂缝放大观测，如果没有从图像上识别跟踪对应历史机位，则这些宏观标志点的引导意义并不大。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种与历史观测结果进行裂缝演化对比分析的混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测方法。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明是一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，用检测装置拍摄待检测裂缝，得到待检测裂缝的图像；
步骤2，在图像水平方向
步骤3，采用图像相关匹配法搜索当前图像中的测量点在该结构位置处历史记录图像中相对应的最佳匹配点，并得到相关匹配系数；
步骤4，对相关匹配系数进行判断，各测量点均低于0.8，则提示重新布置测量点，当每个测量点匹配的相关系数均大于0.92时则认为已经和历史测点同位置了；
步骤5，将每个测量点坐标输入坐标变换的单应矩阵，提取视角变换参数，进而将当前图像变换到和历史拍摄图像相同的视角下，即两张图像间像素点对像素点位置匹配，避免了两次拍摄时相机姿态不一致的影响；
步骤6，将待检测的裂缝的裂缝宽度与历史测量的裂缝宽度比较，得到裂缝宽度变换值；
步骤7，当前图像经过视角变换后其搜索变换后坐标与变换前比较，得到裂缝两侧应变变化。
本发明的进一步改进在于：步骤6中裂缝宽度的测量具体步骤如下：
步骤6.1，对图像进行rgb通道分离，只使用红色通道和蓝色通道，作为左右图像；
步骤6.2，对图像进行保边滤波，所采用的滤波器核函数为f(x)＝ab|r|其中a＝(1-b)/(1 b)，0<b<1,r为滤波窗口内点到中心点的距离，即滤波器只与参数b有关，根据打光强度调试取值；
步骤6.3，边界突出滤波，所采用的滤波器函数为：
g(i,j)＝pow(∑|f(i,j)-n(i,j)|,c)其中滤波窗口中心点灰度值为f(i，j)，其8或4邻居像素的灰度为n(i，j)；
步骤6.4，5点三次多项式拟合提取边界坐标，在对左边界提取时，如果拟合得到的三次项系数小于等于零，则视为异常，否则，求拟合函数二阶导数的最小值所对应的坐标即为水平边界坐标，对于右边界则相反，根据左右边界坐标即可得到裂缝宽度。
本发明的进一步改进在于：步骤6.3中，指数c取值为1.5。
本发明的一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测装置，包括壳体，显微相机、镜头组合体设置在所述壳体内，在所述壳体中下部装有含磨玻璃保护罩的蓝光led光源板和含磨玻璃保护罩的红光led光源板，所述红光led光源板、蓝光led光源板与待检测物体表面法线夹角小于45°，置有高度可调的弹性橡胶地脚。
本发明的进一步改进在于：所述红光led光源板和蓝光led光源板与待测物体表面法线成30°。
本发明的有益效果是：首次提出与历史观测结果进行裂缝演化对比分析，并给出了便利的方案，提出视角变换用于裂缝图像处理，将当下图像与历史测量图像在同一视角下分析，有利于图像对比分析，保证了本次测量与历史测量是在同点位，提高了分析结果的准确性。
附图说明
图1是本发明的检测装置示意图。
图2是裂缝测量示意图。
其中：1-显微相机，2-保护壳，3-1-蓝光led光源板，3-2-红光led光源板，4-待检测物体，5-弹性橡胶地脚。
具体实施方式
为了加强对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如图1-2所示，本发明是一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，用检测装置拍摄待检测裂缝，得到待检测裂缝的图像；
步骤2，在图像水平方向
步骤3，采用图像相关匹配法搜索当前图像中的测量点在该结构位置处历史记录图像中相对应的最佳匹配点，并得到相关匹配系数；
步骤4，对相关匹配系数进行判断，各测量点均低于0.8，则提示重新布置测量点，当每个测量点匹配的相关系数均大于0.92时则认为已经和历史测点同位置了；
步骤5，将每个测量点坐标输入坐标变换的单应矩阵，提取视角变换参数，进而将当前图像变换到和历史拍摄图像相同的视角下，即两张图像间像素点对像素点位置匹配，避免了两次拍摄时相机姿态不一致的影响；
步骤6，将待检测的裂缝的裂缝宽度与历史测量的裂缝宽度比较，得到裂缝宽度变换值；
步骤6.1，对图像进行rgb通道分离，只使用红色通道和蓝色通道，作为左右图像；其中，红光led光源板的一侧只用红色通道用于提取该侧的裂缝边界、蓝光led光源板的一侧只用蓝色通道用于提取该侧的裂缝边界；
步骤6.2，对图像进行保边滤波，所采用的滤波器核函数为f(x)＝ab|r|其中a＝(1-b)/(1 b)，0<b<1,r为滤波窗口内点到中心点的距离，即滤波器只与参数b有关，根据打光强度调试取值；
步骤6.3，边界突出滤波，所采用的滤波器函数为：
g(i,j)＝pow(∑|f(i,j)-n(i,j)|,c)其中滤波窗口中心点灰度值为f(i，j)，其8或4邻居像素的灰度为n(i，j)；
步骤6.4，5点三次多项式拟合提取边界坐标，在对左边界提取时，如果拟合得到的三次项系数小于等于零，则视为异常，否则，求拟合函数二阶导数的最小值所对应的坐标即为水平边界坐标，对于右边界则相反，根据左右边界坐标即可得到裂缝宽度；
步骤7，当前图像经过视角变换后其搜索变换后坐标与变换前比较，得到裂缝两侧应变变化。
本发明的检测装置，包括壳体2，显微相机1、镜头组合体设置在所述壳体2内，在所述壳体2中下部装有含磨玻璃保护罩的蓝光led光源板和含磨玻璃保护罩的红光led光源板3-2，所述红光led光源板3-2、蓝光led光源板3-1与待检测物体4表面法线夹角小于45°，置有高度可调的弹性橡胶地脚5，在壳体2内还设置有图像处理单元和存储单元。红光led光源板3-2、蓝光led光源板3-1与待检测物体4表面法线形成一定夹角能够避免管线照射到显微相机1中，优选的，红光led光源板3-2、蓝光led光源板3-1与待检测物体4表面法线夹角为30°。
在检测时，通过左右对称两个高度可调的弹性橡胶地脚5与测量装置与待测物表接触，通过弹性橡胶地脚5可调节摄像物距，图像处理单元对拍摄到的图像与检测装置内存储的历史图像进行测量点匹配，得到相关匹配系数，相关匹配系数采用现有技术的dic数字图像相关匹配方法得到，各点相关匹配系数均低于0.8，则提示重新布置测量点，高于0.92则则认为和历史测点同位置，再提取视角变换参数，将当前图像变换到和历史拍摄图像相同的视角下，避免了因两次拍摄时相机姿态不一致对检测结果的影响。
本发明首次提出与历史观测结果进行裂缝演化对比分析，并给出了便利的方案，提出视角变换用于裂缝图像处理，将当下图像与历史测量图像在同一视角下分析，有利于图像对比分析，保证了本次测量与历史测量是在同点位，提高了分析结果的准确性。
以上实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以上实施例。技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的；同时与啤酒酵母菌提取物中相关的化合物在护肤和修复方面的使用也在本发明的保护范围。
1.一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，用检测装置拍摄待检测裂缝，得到待检测裂缝的图像；
步骤2，在图像水平方向
步骤3，采用图像相关匹配法搜索当前图像中的测量点在该结构位置处历史记录图像中相对应的最佳匹配点，并得到相关匹配系数；
步骤4，对相关匹配系数进行判断，各测量点均低于0.8，则提示重新布置测量点，当每个测量点匹配的相关系数均大于0.92时则认为已经和历史测点同位置了；
步骤5，将每个测量点坐标输入坐标变换的单应矩阵，提取视角变换参数，进而将当前图像变换到和历史拍摄图像相同的视角下，即两张图像间像素点对像素点位置匹配，避免了两次拍摄时相机姿态不一致的影响；
步骤6，将待检测的裂缝的裂缝宽度与历史测量的裂缝宽度比较，得到裂缝宽度变换值；
步骤7，当前图像经过视角变换后其搜索变换后坐标与变换前比较，得到裂缝两侧应变变化。
2.根据权利要求1所述一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测方法，其特征在于：步骤6中裂缝宽度的测量具体步骤如下：
步骤6.1，对图像进行rgb通道分离，只使用红色通道和蓝色通道，作为左右图像；
步骤6.2，对图像进行保边滤波，所采用的滤波器核函数为f(x)＝ab|r|其中a＝(1-b)/(1 b)，0<b<1,r为滤波窗口内点到中心点的距离，即滤波器只与参数b有关，根据打光强度调试取值；
步骤6.3，边界突出滤波，所采用的滤波器函数为：g(i,j)＝pow(∑|f(i,j)-n(i,j)|,c)其中滤波窗口中心点灰度值为f(i，j)，其8或4邻居像素的灰度为n(i，j)；
步骤6.4，5点三次多项式拟合提取边界坐标，在对左边界提取时，如果拟合得到的三次项系数小于等于零，则视为异常，否则，求拟合函数二阶导数的最小值所对应的坐标即为水平边界坐标，对于右边界则相反，根据左右边界坐标即可得到裂缝宽度。
3.根据权利要求2所述一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测方法，其特征在于：步骤6.3中，指数c取值为1.5。
4.一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测装置，其特征在于：包括壳体，显微相机、镜头组合体设置在所述壳体内，在所述壳体中下部装有含磨玻璃保护罩的蓝光led光源板和含磨玻璃保护罩的红光led光源板，所述红光led光源板、蓝光led光源板与待检测物体表面法线夹角小于45°，置有高度可调的弹性橡胶地脚。
5.根据权利要求4所述一种混凝土表观裂缝宽度及其扩展演化的检测装置，其特征在于：所述红光led光源板和蓝光led光源板与待测物体表面法线成30°。
技术总结