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一种基于视觉的 钢筋参数测量装置及方法

阅读：837发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于视觉的钢筋参数测量装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于视觉的钢筋参数测量装置，包括机架，机架上设有称重平台、光源支架、相机支架，称重平台上装有传送带，相机支架和光源支架沿传送带的输送方向并排设置，相机支架和光源支架上分别设有相机和光源，相机和光源均设置于视场正上方。服务器通过相机采集多个钢筋图像对其外观尺寸进行测量，通过称重平台测其重量，并根据相关规范计算钢筋特性参数。本测量装置结构搭建简便，成本较低；本测量装置人工参与少，自动化水平较高，测量效率高；基于视觉的非接触式测量方法对装置的磨损小，测量精度高；该装置可与钢筋拉应力等测试装置相配合，实现测量系统的进一步完善。，下面是一种基于视觉的钢筋参数测量装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于视觉的钢筋参数测量装置，包括机架，其特征在于，所述机架上设有称重平台、相机支架和光源支架，所述称重平台上装有传送带，所述相机支架和光源支架沿传送带的输送方向并排设置，相机支架和光源支架上分别设有相机和光源，所述相机和光源均设置于视场正上方。
2.如权利要求1所述的基于视觉的钢筋参数测量装置，其特征在于，所述相机支架和光源支架均与机架固定连接。
3.如权利要求2所述的基于视觉的钢筋参数测量装置，其特征在于，所述相机和光源分别安装在相机支架和光源支架的顶部。
4.如权利要求3所述的基于视觉的钢筋参数测量装置，其特征在于，所述光源支架有两个，两个光源支架分置在相机支架的两侧。
5.如权利要求3所述的基于视觉的钢筋参数测量装置，其特征在于，所述相机为机器视觉工业相机，并根据具体测量精度要求选择合适分辨率。
6.如权利要求3所述的基于视觉的钢筋参数测量装置，其特征在于,所述光源可为LED光源。
7.一种权利要求1所述的基于视觉的钢筋参数测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预先对视觉系统进行标定；
S2：启动相机、光源和称重平台；
S3：将多根钢筋分散放置在传送带上，由传送带将钢筋整体区域移至相机视场范围后停止；
S4：相机采集目标区域图像；
S5：将图像在本地或上传至后台服务器进行分析测量；
S6：称重平台称重；
S7：在本地或后台服务器中，根据规范要求，将钢筋尺寸和重量代入计算，并保存相关数据；
S8：启动传送带，将钢筋整体运出称重平台。
8.如权利要求7所述的基于视觉的钢筋参数测量装置的测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，标定时获取像素尺寸与实际物理尺寸的转换关系。
9.如权利要求8所述的基于视觉的钢筋参数测量装置的测量方法，其特征在于，所述步骤S5中，分析测量包括以下步骤：
S51：根据颜色空间等视觉算法将钢筋区域与复杂背景区域有效分割；
S52：根据钢筋在图像中的位置关系排序，将每个钢筋单独提取；
S53：获取每个钢筋的轮廓点，剔除钢筋上的螺纹点；
S54：拟合剩余点成直线边；
S55：计算轮廓点到相对直线边的距离，并获取平均值，即为钢筋的像素直径和像素长度；
S56：结合标定结果，将像素尺寸转换为物理尺寸。

说明书全文

一种基于视觉的钢筋参数测量装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑工程领域，特别涉及一种基于视觉的钢筋参数测量装置及方法。

背景技术

[0002] 钢筋在建筑工程中应用广泛，对于钢筋的参数测量是工程安全工作的重要内容。目前，现有的钢筋测量装置和方法的测量精度角度、自动化水平低，操作繁琐，效率低下。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于视觉的钢筋参数测量装置及方法。

[0004] 为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：一种基于视觉的钢筋参数测量装置，包括机架，所述机架上设有称重平台、相机支架和光源支架，所述称重平台上装有传送带，所述光源支架和光源支架沿传送带的输送方向并排设置，相机支架和光源支架上分别设有相机和光源，所述相机和光源均设置于视场正上方。

[0005] 作为优选，所述相机支架和光源支架均与机架固定连接。整体稳定性更好。

[0006] 作为优选，所述相机和光源分别安装在相机支架和光源支架的顶部。将相机和光源架高安装后，相机视场范围大，避免钢筋成像时存在阴影。

[0007] 作为优选，所述光源有两个，两个光源分置在相机的两侧，并采用高角度打光方式，光线可交叉射向相机视场范围，避免阴影产生，保证相机拍摄效果。

[0008] 作为优选，所述相机为机器视觉工业相机，并根据具体精度要求选择对应分辨率相机。机器视觉工业相机可与本地或后台服务器连接，实现图像的处理分析。

[0009] 作为优选,所述光源可为LED光源。LED光源具有节能、体积小、亮度高的优点。

[0010] 一种基于视觉的钢筋参数测量装置的测量方法，包括以下步骤：

[0011] S1：预先对视觉系统进行标定；

[0012] S2：启动相机、光源和称重平台；

[0013] S3：将多根钢筋分散放置在传送带上，由传送带将钢筋整体区域移至相机视场范围后停止；

[0014] S4：相机采集目标区域图像；

[0015] S5：将图像在本地或上传至后台服务器进行分析测量；

[0016] S6：称重平台称重；

[0017] S7：在本地或后台服务器中，根据规范要求，将钢筋尺寸和重量代入计算，并保存相关数据；

[0018] S8：启动传送带，将钢筋整体运出称重平台。

[0019] 作为优选，所述步骤S1中，标定时获取像素尺寸与实际物理尺寸的转换关系。

[0020] 作为优选，所述步骤S5中，分析测量包括以下步骤：

[0021] S51：根据颜色空间等视觉算法将钢筋区域与复杂背景区域有效分割；

[0022] S52：根据钢筋在图像中的位置关系排序，将每个钢筋单独提取；

[0023] S53：获取每个钢筋的轮廓点，剔除钢筋上的螺纹点；

[0024] S54：拟合剩余点成直线边；

[0025] S55：计算轮廓点到相对直线边的距离，并获取平均值，即为钢筋的像素直径和像素长度；

[0026] S56：结合标定结果，将像素尺寸转换为物理尺寸。

[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本测量装置结构搭建简便，成本较低。2.本测量装置人工参与少，自动化水平较高，测量效率高。3.基于视觉的非接触式测量方法对装置的磨损小，测量精度高。4.该装置可与钢筋拉应力等测试装置相配合，实现自动化测量系统的进一步完善。

[0028] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

附图说明

[0029] 图1为本发明的基于视觉的钢筋参数测量装置的结构示意图。

[0030] 图中各标号和对应的名称为：1.机架,2.称重平台,3.光源支架,4.光源,5.相机支架,6.相机，7.钢筋，8.传送带。

具体实施方式

[0031] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

[0032] 实施例：

[0033] 如图1所示，一种基于视觉的钢筋参数测量装置，包括机架1，机架1用于支撑整个装置。机架1上设有称重平台2、相机支架5和光源支架4，称重平台2用于测量钢筋7的重量。称重平台2上装有传送带8，传送带8用于放置钢筋7，并输送至指定位置。相机支架5和光源支架4沿传送带8的输送方向并排设置，相机支架5和光源支架4上分别设有相机6和光源4，相机6和光源4均设置于视场正上方。相机6用于采集钢筋7的图像信息，光源4进行补光，消除钢筋7阴影对测量精度造成的影响。

[0034] 相机支架5和光源支架4均与机架1固定连接，整体稳定性更好，测量更准确。

[0035] 相机6和光源4分别安装在相机支架5和光源支架4的顶部。将相机6和光源4架高安装后，相机6视场范围大，避免钢筋7成像时存在阴影。

[0036] 光源4有两个，两个光源4分置在相机6的两侧。两个光源4采用高角度打光方式，光线可交叉射向相机6的视场范围，避免阴影产生，保证相机6拍摄效果。

[0037] 相机6为机器视觉工业相机。机器视觉工业相机可将图像与本地或后台服务器关联，对图像进行处理分析。

[0038] 光源4可为LED光源。LED光源具有节能、体积小、亮度高的优点。

[0039] 使用时，本装置连接本体或后台服务器，首先对视觉系统进行标定，获取像素尺寸与实际物理尺寸的转换关系。打开相机6、光源4和称重平台2，相机6根据实际测量精度要求选择合适的分辨率，光源4使用高角度打光方式，避免产生阴影和遮挡。人工选取5根钢筋7放置在传送带8上，钢筋7间保持合适的间距，不产生接触重叠，传送带8应选择受压力形变小的类型。启动传送带8，将5个钢筋7都移至视场范围后停止。相机6采集钢筋7图像，并上传本地或后台服务器进行分析测量。由称重平台2对钢筋7进行质量检测，并上传服务器，根据视觉算法自动计算出钢筋7的尺寸，根据相关规范计算钢筋7特性参数，并保存相关数据。继续启动传送带8，将钢筋7移出称重平台2，完成钢筋7参数测量。

[0040] 一种基于视觉的钢筋参数测量装置的测量方法，包括以下步骤：

[0041] S1：预先对视觉系统进行标定，标定时获取像素尺寸与实际物理尺寸的转换关系；

[0042] S2：启动相机6、光源4和称重平台2；

[0043] S3：将多根钢筋7分散放置在传送带上，由传送带8将钢筋7整体区域移至相机6视场范围，在指定位置停止；

[0044] S4：相机6采集目标区域图像；

[0045] S5：将图像在本地或上传至后台服务器进行分析测量；

[0046] 分析测量包括以下步骤：

[0047] S51：根据颜色空间等视觉算法将钢筋7区域与复杂背景区域有效分割；

[0048] S52：根据钢筋7在图像中的位置关系排序，将每个钢筋7单独提取；

[0049] S53：获取每个钢筋7的轮廓点，剔除钢筋7上的螺纹点；

[0050] S54：拟合剩余点成直线边；

[0051] S55：计算轮廓点到相对直线边的距离，并获取平均值，即为钢筋7的像素直径和像素长度；

[0052] S56：结合标定结果，将像素尺寸转换为物理尺寸。

[0053] S6：称重平台2对钢筋7进行称重；

[0054] S7：在本地或后台服务器中，根据规范要求，将钢筋7尺寸和重量代入计算，并保存；

[0055] S8：启动传送带8，将钢筋7整体运出称重平台2。

[0056] 本发明通过相机6采集多个钢筋7图像对其外观尺寸进行测量，同时通过称重平台2测量其重量，并根据相关规范计算钢筋7特性参数，大大提高了测量效率，减少人工参与，提高了测量精度与自动化水平。

[0057] 本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

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