CN112414327A - 一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置及方法，它包括摄像机安装板，所述摄像机安装板的底端面对称固定安装有第一摄像机组件和第二摄像机组件，所述第一摄像机组件和第二摄像机组件之间的位置固定有用于定位的激光器，所述摄像机安装板通过连接板与手持结构相连；还包括用于定位扫描位置的标定板，所述标定板与第一摄像机组件、第二摄像机组件和激光器相配合，并实现设定区域混凝土表面的三维扫描。此检测装置将混凝土粗糙情况利用三维激光扫描数字化，进而获取混凝土表面的三维点云数据，进而计算得到混凝土表面粗糙度，达到精确测量混凝土表面的粗糙度目的。

Description

一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置及方法
技术领域
本发明涉及混凝土表面质量检测装置领域，特别是涉及一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置及方法。
背景技术
已有的混凝土表面粗糙度检测主要采用灌沙法或铺沙法，使用细沙灌满单位面积区域的最高点或铺平整个测量区域，最后根据沙子体积计算粗糙度。
上述的测量测量方法操作过程相对繁琐，而且测量精度无法得到很好的保证。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置与方法，此检测装置将混凝土粗糙情况利用三维激光扫描数字化，进而获取混凝土表面的三维点云数据，进而计算得到混凝土表面粗糙度，达到精确测量混凝土表面的粗糙度目的。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，它包括摄像机安装板，所述摄像机安装板的底端面对称固定安装有第一摄像机组件和第二摄像机组件，所述第一摄像机组件和第二摄像机组件之间的位置固定有用于定位的激光器，所述摄像机安装板通过连接板与手持结构相连；
还包括用于定位扫描位置的标定板，所述标定板与第一摄像机组件、第二摄像机组件和激光器相配合，并实现设定区域混凝土表面的三维扫描。
所述手持结构包括手柄安装板，所述手柄安装板固定在连接板的顶部，所述手柄安装板的顶端固定有手持长杆，所述手持长杆的顶部固定有手柄。
所述摄像机安装板通过多个第一螺栓与连接板固定相连，所述连接板上加工有用于穿过第一螺栓的通孔。
所述手柄安装板通过第二螺栓与连接板固定相连。
所述标定板采用矩形板，在标定板的中心部位加工有矩形区域，所述矩形区域的***设置有多个标志点，在标志点以外的环形区域都采用黑色填充。
手持式混凝土粗糙度三维检测装置进行混凝土粗糙度检测的方法，它包括以下步骤：
步骤一：清理待检测的混凝土表面杂物，并选取合适的检测区域，将所述的标定板放置在所选的区域内，安放平整并将所属标定板固定于该区域；
步骤二：手持手柄，通过移动上述的检测装置到标定板的矩形区域进行扫描，获取混凝土表面三维点云数据；
步骤三：根据所述的三维点云数据采用平面扩张率的计算方法对点云数据进行粗糙度计算。
所述步骤二中所采用的进行扫描过程中，采用平面单片扫描方法获取点云数据或利用所述标定板中的标志点完成多片扫描获取点云数据。
所述步骤三中具体计算方法为，根据三维点云数据拟合所选定区域的三维外轮廓，并根据三维外轮廓计算求取所测量混凝土的表面积S1，所选择标准矩形区域的面积为S2，则混凝土粗糙度h计算公式为：h= S1/S2。
本发明有如下有益效果：
1、通过采用高精度的三维扫面技术，快速扫描固定区域的混凝土表面，获取高精度点云数据，并通过点云数据计算获取粗糙程度结果，设备便携性强，该方法方便、快速、高效、精准，能够进行现场测量，和倾斜面测量。
2、通过上述的手持结构能够方便测量人员手持设备，进而对混凝土表面进行检测。
3、通过上述的连接方式保证了摄像机安装板固定的可靠性。
4、通过上述的连接方式保证了手持结构固定的可靠性。
5、通过上述的标志点，保证在摄像扫描过程中，起到定位的目的，进而保证了扫描过程中，重复定位精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的检测装置图。
图2为本发明检测装置摄像组件布置图。
图3为本发明标定板俯视图。
图中：手柄1、手持长杆2、第一螺栓3、连接板4、第二螺栓5、手柄安装板6、通孔7、摄像机安装板8、第一摄像机组件9、激光器10、第二摄像机组件11、标定板12、标志点13、矩形区域14、环形区域15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1-3，一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，它包括摄像机安装板8，所述摄像机安装板8的底端面对称固定安装有第一摄像机组件9和第二摄像机组件11，所述第一摄像机组件9和第二摄像机组件11之间的位置固定有用于定位的激光器10，所述摄像机安装板8通过连接板4与手持结构相连；还包括用于定位扫描位置的标定板12，所述标定板12与第一摄像机组件9、第二摄像机组件11和激光器10相配合，并实现设定区域混凝土表面的三维扫描。通过采用上述结构的检测装置能够用于混凝土表面的粗糙度检测，其通过获取混凝土表面三维点云数据，并根据三维点云数据拟合得到其表面积，最终通过计算公式得到混凝土表面粗糙度。
进一步的，所述手持结构包括手柄安装板6，所述手柄安装板6固定在连接板4的顶部，所述手柄安装板6的顶端固定有手持长杆2，所述手持长杆2的顶部固定有手柄1。通过上述的手持结构能够方便测量人员手持设备，进而对混凝土表面进行检测。
进一步的，所述摄像机安装板8通过多个第一螺栓3与连接板4固定相连，所述连接板4上加工有用于穿过第一螺栓3的通孔7。通过上述的连接方式保证了摄像机安装板8固定的可靠性。
进一步的，所述手柄安装板6通过第二螺栓5与连接板4固定相连。通过上述的连接方式保证了手持结构固定的可靠性。
进一步的，所述标定板12采用矩形板，在标定板12的中心部位加工有矩形区域14，所述矩形区域14的***设置有多个标志点13，在标志点13以外的环形区域15都采用黑色填充。通过上述的标志点13，保证在摄像扫描过程中，起到定位的目的，进而保证了扫描过程中，重复定位精度。
实施例2：
手持式混凝土粗糙度三维检测装置进行混凝土粗糙度检测的方法，它包括以下步骤：
步骤一：清理待检测的混凝土表面杂物，并选取合适的检测区域，将所述的标定板12放置在所选的区域内，安放平整并将所属标定板12固定于该区域；
步骤二：手持手柄1，通过移动上述的检测装置到标定板12的矩形区域14进行扫描，获取混凝土表面三维点云数据；
步骤三：根据所述的三维点云数据采用平面扩张率的计算方法对点云数据进行粗糙度计算。
所述步骤二中所采用的进行扫描过程中，采用平面单片扫描方法获取点云数据或利用所述标定板中的标志点13完成多片扫描获取点云数据。
所述步骤三中具体计算方法为，根据三维点云数据拟合所选定区域的三维外轮廓，并根据三维外轮廓计算求取所测量混凝土的表面积S1，所选择标准矩形区域14的面积为S2，则混凝土粗糙度h计算公式为：h= S1/S2。

Claims (8)

1.一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，其特征在于：它包括摄像机安装板（8），所述摄像机安装板（8）的底端面对称固定安装有第一摄像机组件（9）和第二摄像机组件（11），所述第一摄像机组件（9）和第二摄像机组件（11）之间的位置固定有用于定位的激光器（10），所述摄像机安装板（8）通过连接板（4）与手持结构相连；
还包括用于定位扫描位置的标定板（12），所述标定板（12）与第一摄像机组件（9）、第二摄像机组件（11）和激光器（10）相配合，并实现设定区域混凝土表面的三维扫描。
2.根据权利要求1所述一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，其特征在于：所述手持结构包括手柄安装板（6），所述手柄安装板（6）固定在连接板（4）的顶部，所述手柄安装板（6）的顶端固定有手持长杆（2），所述手持长杆（2）的顶部固定有手柄（1）。
3.根据权利要求1所述一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，其特征在于：所述摄像机安装板（8）通过多个第一螺栓（3）与连接板（4）固定相连，所述连接板（4）上加工有用于穿过第一螺栓（3）的通孔（7）。
4.根据权利要求2所述一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，其特征在于：所述手柄安装板（6）通过第二螺栓（5）与连接板（4）固定相连。
5.根据权利要求1所述一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，其特征在于：所述标定板（12）采用矩形板，在标定板（12）的中心部位加工有矩形区域（14），所述矩形区域（14）的***设置有多个标志点（13），在标志点（13）以外的环形区域（15）都采用黑色填充。
6.采用权利要求1-5任意一项所述手持式混凝土粗糙度三维检测装置进行混凝土粗糙度检测的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤一：清理待检测的混凝土表面杂物，并选取合适的检测区域，将所述的标定板（12）放置在所选的区域内，安放平整并将所属标定板（12）固定于该区域；
步骤二：手持手柄（1），通过移动上述的检测装置到标定板（12）的矩形区域（14）进行扫描，获取混凝土表面三维点云数据；
步骤三：根据所述的三维点云数据采用平面扩张率的计算方法对点云数据进行粗糙度计算。
7.根据权利要求6所述手持式混凝土粗糙度三维检测装置进行混凝土粗糙度检测的方法，其特征在于：所述步骤二中所采用的进行扫描过程中，采用平面单片扫描方法获取点云数据或利用所述标定板中的标志点（13）完成多片扫描获取点云数据。
8.根据权利要求6所述手持式混凝土粗糙度三维检测装置进行混凝土粗糙度检测的方法，其特征在于：所述步骤三中具体计算方法为，根据三维点云数据拟合所选定区域的三维外轮廓，并根据三维外轮廓计算求取所测量混凝土的表面积S1，所选择标准矩形区域（14）的面积为S2，则混凝土粗糙度h计算公式为：h= S1/S2。
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