基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法技术

本发明专利技术公开基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法，通过对钢结构建筑焊缝节点的数量进行统计，并对各焊缝节点进行接头错边检测、焊缝外观检测、焊料填充完整性检测和焊料填充均匀度检测，进而结合以上检测结果统计钢结构建筑的综合焊缝焊接质量系数，实现了对钢结构建筑焊接质量的综合性监理，弥补了目前钢结构建筑焊接质量监理方式存在的监理指标过于单一的弊端，其统计的综合焊缝焊接质量系数能够直观综合反映钢结构建筑的焊接质量状况，提高了监理结果的可靠度，为监理人员评估该钢结构建筑的焊接质量是否符合验收要求提供可靠的评估依据，满足了钢结构建筑焊接质量的综合可靠性监理需求。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法
本专利技术属于钢结构建筑质量监理
，具体涉及基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法。
技术介绍
随着我国科学技术的发展,建筑行业逐渐兴起,与此同时,人们对于建筑的要求也越来越高，而钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言,用钢板或型钢替代了钢筋混凝土,强度更高，在建筑业中取得了越来越广泛的应用。但钢结构建筑是由许多刚性构件焊接而成，其焊接的质量将直接影响整个钢结构建筑的质量，若焊接质量不佳，将会导致整个钢结构建筑稳固性差，严重者将造成钢结构建筑坍塌，引发工程事故。因此在钢结构建筑完工之后，要对钢结构建筑的焊接质量进行监理。目前钢结构建筑焊接质量的监理方式大多是对焊接区域的焊料填充完整性进行检测，其监理指标过于单一，没有考虑到焊接区域接头与接头之间的错边问题、焊缝外观质量和焊料填充的均匀度对焊接区域焊接质量的影响，导致目前钢结构建筑焊接质量监理方式得到的检测结果可靠度低，无法综合反映钢结构建筑的焊接质量状况，难以满足钢结构建筑焊接质量的综合可靠性监理需求。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术提出一种基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法，通过对钢结构建筑焊缝节点进行接头错边检测、焊缝外观检测、焊料填充完整性检测和焊料填充均匀度检测，进而结合以上检测结果统计钢结构建筑的综合焊缝焊接质量系数，弥补了目前钢结构建筑焊接质量监理方式存在的监理指标过于单一的弊端。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法，包括以下步骤：S1.焊缝节点统计及编号：对待监理验收的钢结构建筑上存在的焊缝节点数量进行统计，并将统计的各焊缝节点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；S2.焊缝节点接头统计标记：获取各焊缝节点的接头数量，并将获取的各焊缝节点对应的各接头进行编号，分别标记为1,2...j...m；S3.错边焊缝节点分析及错边接头错边长度集合构建：采用高清摄像头对各焊缝节点进行图像采集，得到各焊缝节点图像，并将得到的各焊缝节点图像进行图像增强处理，得到增强处理后的各焊缝节点图像，进而将增强处理后的各焊缝节点图像聚焦在焊缝接头处，以此查看各焊缝节点的各接头是否存在错边，若存在错边，则该焊缝节点记为错边焊缝节点，此时统计错边焊缝节点的编号及其对应的错边接头编号，各错边焊缝节点的编号可记为1,2...a...k,各错边焊缝节点对应的错边接头编号可记为1,2...d...z,同时对各错边焊缝节点对应各错边接头的错边长度进行获取，得到的各错边焊缝节点对应各错边接头的错边长度构成错边接头错边长度集合La(la1,la2,...,lad,...,laz)，lad表示为第a个错边焊缝节点的第d个错边接头的错边长度；S4.外观异常焊缝节点分析：对增强处理后的各焊缝节点图像提取焊缝轮廓，其提取的焊缝轮廓将各焊缝节点图像分割为焊缝区域图像和其他区域图像，此时将各焊缝节点的焊缝区域图像与数据库中标准焊缝区域图像进行对比，查看是否存在异常点，若存在异常区域，则该焊缝节点记为外观异常焊缝节点，此时统计外观异常焊缝节点的编号，并统计各外观异常焊缝节点对应的异常区域数量，其中各外观异常焊缝节点的编号可记为1,2...b...f,同时对各外观异常焊缝节点对应的异常区域进行编号，分别标记为A,B...I...N，以此对各外观异常焊缝节点对应焊缝区域图像中各异常区域进行放大，进而提取各异常区域的特征，与数据库中各种外观异常焊缝类型对应的特征进行对比，由此得到各外观异常焊缝节点对应各异常区域的外观异常焊缝类型；S5.焊料填充完整性质量系数统计：采用X射线探测仪对各焊缝节点的焊缝区域进行X射线照射，其发射的射线穿透各焊缝节点的焊缝处表面通过射线胶片予以显像，获得各焊缝节点的焊缝区域射线胶片，并将获得的各焊缝节点的焊缝区域射线胶片进行暗室处理，得到各焊缝节点的焊缝区域射线底片，进而根据各焊缝区域射线底片中焊料填充区域与未填充区域在射线底片中显示的灰度值不同，由此从各焊缝节点的焊缝区域射线底片中显示的灰度值中分析是否存在未填充区域对应的灰度值，若存在未填充区域对应的灰度值，则表明该焊缝节点焊缝区域焊料未填充满，该焊缝节点记为焊料未填充满焊缝节点，此时统计焊料未填充满焊缝节点的编号，可记为1,2...c...h,并从各焊料未填充满焊缝节点的焊缝区域射线底片中提取焊缝区域轮廓和未填充区域轮廓，以此得到各焊料未填充满焊缝节点对应的焊缝区域面积和未填充区域面积，构成焊料未填充满焊缝节点填充参数集合Qw(qw1,qw2,...,qwc,...,qwh)，qwc表示为第c个焊料未填充满焊缝节点的第w个填充参数对应的数值，w表示为填充参数，w＝s1,s2,s1,s2分别表示为焊缝区域面积，未填充区域面积，由此根据焊料未填充满焊缝节点填充参数统计各焊料未填充满焊缝节点的焊料填充完整性质量系数；S6.焊缝节点焊料填充均匀度系数获取：根据焊料填充区域显示的灰度值，对各焊缝节点的焊缝区域射线底片聚焦在焊料填充区域，进而获取各焊缝节点焊料填充区域对应的填充均匀度系数；S7.错边接头错边长度对比集合构建及焊缝外观质量系数获取：从数据库中提取钢结构建筑焊缝节点焊缝接头对应的安全错边长度，并将错边接头错边长度集合与数据库中钢结构建筑焊缝节点焊缝接头对应的安全错边长度进行对比，得到错边接头错边长度对比集合ΔLa(Δla1,Δla2,...,Δlad,...,Δlaz)，同时将各外观异常焊缝节点对应各异常区域的外观异常焊缝类型与数据库中各种外观异常焊缝类型对应的焊缝外观质量系数进行对比，得到各外观异常焊缝节点对应各异常区域的焊缝外观质量系数；S8.综合焊缝焊接质量系数统计：根据错边接头错边长度对比集合、各外观异常焊缝节点对应各异常区域的焊缝外观质量系数、各焊料未填充满焊缝节点的焊料填充完整性质量系数和各焊缝节点焊料填充区域对应的填充均匀度系数统计钢结构建筑的综合焊缝焊接质量系数；S9.异常显示：将错边焊缝节点编号及其对应的错边接头编号、外观异常焊缝节点编号和焊料未填充满焊缝节点编号进行显示。进一步地，所述数据库用于存储标准焊缝区域图像，其中标准焊缝区域图像是指不存在异常的焊缝区域图像，存储各种外观异常焊缝类型对应的特征，其中各种外观异常焊缝类型包括气孔、夹渣和裂纹，存储钢结构建筑焊缝节点焊缝接头对应的安全错边长度，存储各种外观异常焊缝类型对应的焊缝外观质量系数。进一步地，所述S3中统计错边焊缝节点对应的错边接头编号的具体统计方法执行以下步骤：H1:若某错边焊缝节点对应的接头数量为两个，则以其中的一个接头为基准接头，另一个接头即为错边接头，且该错边接头与基准接头的错开距离即为该错边接头的错边长度；H2:若某错边焊缝节点对应的接头数量不只两个，则以该错边焊缝节点的其中一个接头为基准接头，分析该错边焊缝节点对应的其他各接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1.焊缝节点统计及编号：对待监理验收的钢结构建筑上存在的焊缝节点数量进行统计，并将统计的各焊缝节点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；/nS2.焊缝节点接头统计标记：获取各焊缝节点的接头数量，并将获取的各焊缝节点对应的各接头进行编号，分别标记为1,2...j...m；/nS3.错边焊缝节点分析及错边接头错边长度集合构建：采用高清摄像头对各焊缝节点进行图像采集，得到各焊缝节点图像，并将得到的各焊缝节点图像进行图像增强处理，得到增强处理后的各焊缝节点图像，进而将增强处理后的各焊缝节点图像聚焦在焊缝接头处，以此查看各焊缝节点的各接头是否存在错边，若存在错边，则该焊缝节点记为错边焊缝节点，此时统计错边焊缝节点的编号及其对应的错边接头编号，各错边焊缝节点的编号可记为1,2...a...k,各错边焊缝节点对应的错边接头编号可记为1,2...d...z,同时对各错边焊缝节点对应各错边接头的错边长度进行获取，得到的各错边焊缝节点对应各错边接头的错边长度构成错边接头错边长度集合L

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉和图像处理技术的钢结构建筑质量监理验收检测分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.焊缝节点统计及编号：对待监理验收的钢结构建筑上存在的焊缝节点数量进行统计，并将统计的各焊缝节点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；
S2.焊缝节点接头统计标记：获取各焊缝节点的接头数量，并将获取的各焊缝节点对应的各接头进行编号，分别标记为1,2...j...m；
S3.错边焊缝节点分析及错边接头错边长度集合构建：采用高清摄像头对各焊缝节点进行图像采集，得到各焊缝节点图像，并将得到的各焊缝节点图像进行图像增强处理，得到增强处理后的各焊缝节点图像，进而将增强处理后的各焊缝节点图像聚焦在焊缝接头处，以此查看各焊缝节点的各接头是否存在错边，若存在错边，则该焊缝节点记为错边焊缝节点，此时统计错边焊缝节点的编号及其对应的错边接头编号，各错边焊缝节点的编号可记为1,2...a...k,各错边焊缝节点对应的错边接头编号可记为1,2...d...z,同时对各错边焊缝节点对应各错边接头的错边长度进行获取，得到的各错边焊缝节点对应各错边接头的错边长度构成错边接头错边长度集合La(la1,la2,...,lad,...,laz)，lad表示为第a个错边焊缝节点的第d个错边接头的错边长度；
S4.外观异常焊缝节点分析：对增强处理后的各焊缝节点图像提取焊缝轮廓，其提取的焊缝轮廓将各焊缝节点图像分割为焊缝区域图像和其他区域图像，此时将各焊缝节点的焊缝区域图像与数据库中标准焊缝区域图像进行对比，查看是否存在异常点，若存在异常区域，则该焊缝节点记为外观异常焊缝节点，此时统计外观异常焊缝节点的编号，并统计各外观异常焊缝节点对应的异常区域数量，其中各外观异常焊缝节点的编号可记为1,2...b...f,同时对各外观异常焊缝节点对应的异常区域进行编号，分别标记为A,B...I...N，以此对各外观异常焊缝节点对应焊缝区域图像中各异常区域进行放大，进而提取各异常区域的特征，与数据库中各种外观异常焊缝类型对应的特征进行对比，由此得到各外观异常焊缝节点对应各异常区域的外观异常焊缝类型；
S5.焊料填充完整性质量系数统计：采用X射线探测仪对各焊缝节点的焊缝区域进行X射线照射，其发射的射线穿透各焊缝节点的焊缝处表面通过射线胶片予以显像，获得各焊缝节点的焊缝区域射线胶片，并将获得的各焊缝节点的焊缝区域射线胶片进行暗室处理，得到各焊缝节点的焊缝区域射线底片，进而根据各焊缝区域射线底片中焊料填充区域与未填充区域在射线底片中显示的灰度值不同，由此从各焊缝节点的焊缝区域射线底片中显示的灰度值中分析是否存在未填充区域对应的灰度值，若存在未填充区域对应的灰度值，则表明该焊缝节点焊缝区域焊料未填充满，该焊缝节点记为焊料未填充满焊缝节点，此时统计焊料未填充满焊缝节点的编号，可记为1,2...c...h,并从各焊料未填充满焊缝节点的焊缝区域射线底片中提取焊缝区域轮廓和未填充区域轮廓，以此得到各焊料未填充满焊缝节点对应的焊缝区域面积和未填充区域面积，构成焊料未填充满焊缝节点填充参数集合Qw(qw1,qw2,...,qwc,...,qwh)，qwc表示为第c个焊料未填充满焊缝节点的第w个填充参数对应的数值，w表示为填充参数，w＝s1,s2,s1,s2分别表示为焊缝区域面积，未填充区域面积，由此根据焊料未填充满焊缝节点填充参数统计各焊料未填充满焊缝节点的焊料填充完整性质量系数；
S6.焊缝节点焊料填充均匀度系数获取：根据焊料填充区域显示的灰度值，对各焊缝节点的焊缝区域射线底片聚焦在焊料填充区域，进而获取各焊缝节点焊料填充区域对应的填充均匀度系数；
S7.错边接头错边长度对比集合构建及焊缝外观质量系数获取：从数据库中提取钢结构建筑焊缝节点焊缝接头对应的安全错边长度，并将错边接头错边长度集合与数据库中钢结构建筑焊缝节点焊缝接头对应的安全错边长度进行对比，得到错边接头错边长度对比集合ΔLa(Δla1,Δla2,...,Δlad,...,Δlaz)，同时将各外观异常焊缝节点对应各异常区域的外观异常焊缝类型与数据库中各种外观异常焊缝类型对应的焊缝外观质量系数进行对比，得到各外观异常焊缝节点对应各异常区域的焊缝外观...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，张福全，
申请(专利权)人：南京柏王智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32