一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法技術

本發明專利技術提供了一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法，所述鋼筋參數包括鋼筋的長度和鋼筋的直徑，該方法先通過對采集圖像進行二值化，并根據區域面積、長度及矩形度等篩選出鋼筋的感興趣區域，然后對區域進行否為同一條鋼筋的判斷，再將同一條鋼筋區域旋轉成水平方向，通過分割區域形成矩形測量框，計算尋找鋼筋邊緣及兩端的輪廓點后擬合成直線，計算出最終的距離得到最后所需的鋼筋像素直接和像素長度，最后結合標定參數，將像素尺寸轉換為物理尺寸，即為鋼筋的物理長度和直徑。本發明專利技術的有益效果體現在：本發明專利技術的測量方法，能夠完全避開標簽，準確有效的計算出帶標簽的鋼筋參數，為更好的應用鋼筋提供了基礎。為更好的應用鋼筋提供了基礎。為更好的應用鋼筋提供了基礎。

【技術實現步驟摘要】
一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法


[0001]本專利技術涉及一種建筑工程
，尤其涉及一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法。

技術介紹

[0002]鋼筋(Rebar)是指鋼筋混凝土用和預應力鋼筋混凝土用鋼材，其橫截面為圓形，有時為帶有圓角的方形。包括光圓鋼筋、帶肋鋼筋、扭轉鋼筋。鋼筋在混凝土中主要承受拉應力。其被廣泛用于各種建筑結構，特別是大型、重型、輕型薄壁和高層建筑結構。了解清楚鋼筋的相關參數才能更好的對鋼筋進行利用。如何更好更準確的測量鋼筋的闡述在建筑領域中起到非常重要的意義。
[0003]鋼筋參數一般包括長度和直徑，專利申請CN 111103018A中揭示了一種基于機器視覺的鋼筋參數測量裝置及測量方法。雖然該申請中利用機器視覺的方法測量鋼筋參數包括長度及直徑，但是實際應用操作中，鋼筋大多數都會被貼上標簽或者在鋼筋上存在有遮擋物影響其測量，當鋼筋上帶有標簽時，由于拍攝圖像中的鋼筋會被截成幾段。算法中需要將標簽區域去除，但因標簽的形態多樣等問題，實現難度很大。所以，利用現有申請中方法并不能有效的對鋼筋的參數進行測量。同時，對于鋼筋直徑及長度的測量一般采用相機和鏡頭在上，標定面在下的測量系統設計，但由于鋼筋本身的厚度導致鋼筋和標定面不是同一個面，在測量過程中，會存在透視誤差，導致現有的測量方法無法準確的進行測量。

技術實現思路

[0004]為了解決現有技術的不足，本專利技術提供了一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法。
[0005]本專利技術的目的通過以下技術方案來實現：
[0006]一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法，所述鋼筋參數包括鋼筋的長度和鋼筋的直徑，包括如下步驟：
[0007]S1、同時采集若干鋼筋的圖像，并對采集的圖像進行二值化，在分割過程中使用開閉運算去除毛刺；根據區域面積、長度及矩形度等篩選出鋼筋的感興趣區域，計算出每個感興趣區域的最小外接矩形及矩形的四個角的坐標點；
[0008]S2、分別以采集到的每個鋼筋區域為基礎，計算其與其他鋼筋區域之間的距離，并判斷是否為同一條鋼筋：求出每個鋼筋區域的中心點、中線以及該區域的最小外接矩形的半寬，計算其他鋼筋感興趣區域的中心點到基礎的鋼筋區域中心線的距離，以此進行判斷是否為同一條鋼筋；
[0009]S3、將同一條鋼筋區域旋轉成水平方向，分別在區域兩條長邊及鋼筋的兩端上生成若干寬度和長度固定的等間隔的矩形測量框，通過對矩形測量框進行平均灰度值的計算尋找鋼筋邊緣及兩端的輪廓點后擬合成直線，計算出最終的距離得到最后所需的鋼筋像素直接和像素長度；
[0010]S4、結合標定參數，將像素尺寸轉換為物理尺寸，即為鋼筋的物理長度和直徑。
[0011]優選地，所述測量方法還包括用于對S3中的像素長度進行誤差修正的步驟，S31，通過以下公式再次進行鋼筋實際像素長度的修正計算，其中H為相機高度，L0為鋼筋本身的像素長度，L1為待測鋼筋沿光軸在標定平面上的投影，d為實際測得的像素直徑。
[0012]優選地，所述S2中判斷方法包括如下步驟：當其他鋼筋感興趣區域的中心點到該區域中心線的距離小于最小外接矩形的半寬時，將這兩個區域記為同一條鋼筋；
[0013]當采集的鋼筋為彎曲鋼筋時，同一根鋼筋的不同的感興趣區域到中心線的距離大于半寬時，判斷時需要在半寬上加上30～100像素值。
[0014]優選地，所述S3中鋼筋的像素直徑的計算包括如下步驟：
[0015]將同一條鋼筋區域旋轉成水平方向，分別在區域兩條長邊上生成若干寬度和長度固定的等間隔的矩形測量框，先計算垂直于每個矩形測量框的輪廓線上的每個切片上的平均灰度值，對平均灰度值進行高斯濾波后求一階導數，找出鋼筋的邊緣輪廓點，再剔除螺紋點，將剩余點擬合成直線，計算兩條長邊之間的距離即為鋼筋的像素直徑。
[0016]優選地，所述S3中鋼筋的像素長度的計算包括如下步驟：將同一條鋼筋區域旋轉成水平方向，在鋼筋的兩端生成若干寬度和長度固定的等間隔的矩形測量框，通過計算垂直于每個矩形的輪廓線上的每個切片上的平均灰度值，對平均灰度值進行高斯濾波后求一階導數，找出鋼筋兩端的輪廓點，剔除鋼筋兩端弧形邊上的點，將剩余點擬合成直線，計算兩條短邊之間的距離即為鋼筋的像素長度。
[0017]優選地，按以下公式對所述S1中鋼筋感興趣區域的最小外接矩形的坐標進行計算，其中，phi為矩形與水平方向的夾角，DE為長半長length1，AF為短半長length2；
[0018]A點坐標公式：
[0019]ax＝x
?
(
?
length1*sin(phi)+lenth2*cos(phi))
[0020]ay＝y+(
?
length1*cos(phi)
?
length2*sin(phi))
[0021]B點坐標公式：
[0022]bx＝x
?
(
?
length1*sin(phi)+lenth2*cos(phi))
[0023]by＝y+(
?
length1*cos(phi)+lenth2*sin(phi))
[0024]C點坐標公式：
[0025]cx＝x
?
(length1*sin(phi)
?
length2*cos(phi))
[0026]cy＝y+(length1*cos(phi)+lenth2*sin(phi))
[0027]D點坐標公式：
[0028]dx＝x
?
(length1*sin(phi)+lenth2*cos(phi))
[0029]dy＝y+(length1*cos(phi)
?
length2*sin(phi))。
[0030]本專利技術的有益效果體現在：本專利技術的測量方法，能夠完全避開標簽，準確有效的計算出帶標簽的鋼筋參數，為更好的應用鋼筋提供了基礎。
附圖說明
[0031]圖1：本專利技術實施例中感興趣區域的最小外接矩形示意圖。
[0032]圖2：本專利技術實施例中判斷是否為同一鋼筋的示意圖。
[0033]圖3：本專利技術實施例中測量時將鋼筋生成若干等間距的測量框結構示意圖。
[0034]圖4：本專利技術的用于誤差修正時的相機光路示意圖。
具體實施方式
[0035]以下結合實施例及圖1
?
圖3闡述本專利技術的技術方案，本專利技術揭示了一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法，所述鋼筋的參數包括鋼筋的長度和鋼筋的直徑。具體包括如下步驟：
[0036]本專利技術提出的算法，能夠完全避開標簽，只需將鋼筋感興趣區域提取出來，并將同屬一根鋼筋的幾段鋼筋合成一根鋼筋再進行測量。
[0037]S1、采集圖像，并對圖像進行二值化，并在分割過程中使用開閉運算去除毛刺。根據區域面積、長度及矩形度等篩選出鋼筋的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法，所述鋼筋參數包括鋼筋的長度和鋼筋的直徑，其特征在于：包括如下步驟： S1、同時采集若干鋼筋的圖像，并對采集的圖像進行二值化，在分割過程中使用開閉運算去除毛刺；根據區域面積、長度及矩形度等篩選出鋼筋的感興趣區域，計算出每個感興趣區域的最小外接矩形及矩形的四個角的坐標點；S2、分別以采集到的每個鋼筋區域為基礎，計算其與其他鋼筋區域之間的距離，并判斷是否為同一條鋼筋：求出每個鋼筋區域的中心點、中線以及該區域的最小外接矩形的半寬，計算其他鋼筋感興趣區域的中心點到基礎的鋼筋區域中心線的距離，以此進行判斷是否為同一條鋼筋；S3、將同一條鋼筋區域旋轉成水平方向，分別在區域兩條長邊及鋼筋的兩端上生成若干寬度和長度固定的等間隔的矩形測量框，通過對矩形測量框進行平均灰度值的計算尋找鋼筋邊緣及兩端的輪廓點后擬合成直線，計算出最終的距離得到最后所需的鋼筋像素直接和像素長度；S4、結合標定參數，將像素尺寸轉換為物理尺寸，即為鋼筋的物理長度和直徑。2.如權利要求1所述的一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法，其特征在于：所述測量方法還包括用于對S3中的像素長度進行誤差修正的步驟，S31，通過以下公式再次進行鋼筋實際像素長度的修正計算，其中H為相機高度，為鋼筋本身的像素長度，為待測鋼筋沿光軸在標定平面上的投影，d為實際測得的像素直徑。3.如權利要求1所述的一種基于圖像處理的帶標簽的鋼筋參數測量方法，其特征在于：所述S2中判斷方法包括如下步驟：當其他鋼筋感興趣區域的中心點到基礎的鋼筋區域中心線的距離小...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程榮，張亦明，
申請(專利權)人：蘇州市建筑科學研究院集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：