一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法技术

本发明专利技术提供了一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法，所述钢筋参数包括钢筋的长度和钢筋的直径，该方法先通过对采集图像进行二值化，并根据区域面积、长度及矩形度等筛选出钢筋的感兴趣区域，然后对区域进行否为同一条钢筋的判断，再将同一条钢筋区域旋转成水平方向，通过分割区域形成矩形测量框，计算寻找钢筋边缘及两端的轮廓点后拟合成直线，计算出最终的距离得到最后所需的钢筋像素直接和像素长度，最后结合标定参数，将像素尺寸转换为物理尺寸，即为钢筋的物理长度和直径。本发明专利技术的有益效果体现在：本发明专利技术的测量方法，能够完全避开标签，准确有效的计算出带标签的钢筋参数，为更好的应用钢筋提供了基础。为更好的应用钢筋提供了基础。为更好的应用钢筋提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法


[0001]本专利技术涉及一种建筑工程
，尤其涉及一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法。

技术介绍

[0002]钢筋(Rebar)是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。钢筋在混凝土中主要承受拉应力。其被广泛用于各种建筑结构，特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。了解清楚钢筋的相关参数才能更好的对钢筋进行利用。如何更好更准确的测量钢筋的阐述在建筑领域中起到非常重要的意义。
[0003]钢筋参数一般包括长度和直径，专利申请CN 111103018A中揭示了一种基于机器视觉的钢筋参数测量装置及测量方法。虽然该申请中利用机器视觉的方法测量钢筋参数包括长度及直径，但是实际应用操作中，钢筋大多数都会被贴上标签或者在钢筋上存在有遮挡物影响其测量，当钢筋上带有标签时，由于拍摄图像中的钢筋会被截成几段。算法中需要将标签区域去除，但因标签的形态多样等问题，实现难度很大。所以，利用现有申请中方法并不能有效的对钢筋的参数进行测量。同时，对于钢筋直径及长度的测量一般采用相机和镜头在上，标定面在下的测量系统设计，但由于钢筋本身的厚度导致钢筋和标定面不是同一个面，在测量过程中，会存在透视误差，导致现有的测量方法无法准确的进行测量。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法，所述钢筋参数包括钢筋的长度和钢筋的直径，包括如下步骤：
[0007]S1、同时采集若干钢筋的图像，并对采集的图像进行二值化，在分割过程中使用开闭运算去除毛刺；根据区域面积、长度及矩形度等筛选出钢筋的感兴趣区域，计算出每个感兴趣区域的最小外接矩形及矩形的四个角的坐标点；
[0008]S2、分别以采集到的每个钢筋区域为基础，计算其与其他钢筋区域之间的距离，并判断是否为同一条钢筋：求出每个钢筋区域的中心点、中线以及该区域的最小外接矩形的半宽，计算其他钢筋感兴趣区域的中心点到基础的钢筋区域中心线的距离，以此进行判断是否为同一条钢筋；
[0009]S3、将同一条钢筋区域旋转成水平方向，分别在区域两条长边及钢筋的两端上生成若干宽度和长度固定的等间隔的矩形测量框，通过对矩形测量框进行平均灰度值的计算寻找钢筋边缘及两端的轮廓点后拟合成直线，计算出最终的距离得到最后所需的钢筋像素直接和像素长度；
[0010]S4、结合标定参数，将像素尺寸转换为物理尺寸，即为钢筋的物理长度和直径。
[0011]优选地，所述测量方法还包括用于对S3中的像素长度进行误差修正的步骤，S31，通过以下公式再次进行钢筋实际像素长度的修正计算，其中H为相机高度，L0为钢筋本身的像素长度，L1为待测钢筋沿光轴在标定平面上的投影，d为实际测得的像素直径。
[0012]优选地，所述S2中判断方法包括如下步骤：当其他钢筋感兴趣区域的中心点到该区域中心线的距离小于最小外接矩形的半宽时，将这两个区域记为同一条钢筋；
[0013]当采集的钢筋为弯曲钢筋时，同一根钢筋的不同的感兴趣区域到中心线的距离大于半宽时，判断时需要在半宽上加上30～100像素值。
[0014]优选地，所述S3中钢筋的像素直径的计算包括如下步骤：
[0015]将同一条钢筋区域旋转成水平方向，分别在区域两条长边上生成若干宽度和长度固定的等间隔的矩形测量框，先计算垂直于每个矩形测量框的轮廓线上的每个切片上的平均灰度值，对平均灰度值进行高斯滤波后求一阶导数，找出钢筋的边缘轮廓点，再剔除螺纹点，将剩余点拟合成直线，计算两条长边之间的距离即为钢筋的像素直径。
[0016]优选地，所述S3中钢筋的像素长度的计算包括如下步骤：将同一条钢筋区域旋转成水平方向，在钢筋的两端生成若干宽度和长度固定的等间隔的矩形测量框，通过计算垂直于每个矩形的轮廓线上的每个切片上的平均灰度值，对平均灰度值进行高斯滤波后求一阶导数，找出钢筋两端的轮廓点，剔除钢筋两端弧形边上的点，将剩余点拟合成直线，计算两条短边之间的距离即为钢筋的像素长度。
[0017]优选地，按以下公式对所述S1中钢筋感兴趣区域的最小外接矩形的坐标进行计算，其中，phi为矩形与水平方向的夹角，DE为长半长length1，AF为短半长length2；
[0018]A点坐标公式：
[0019]ax＝x
‑
(
‑
length1*sin(phi)+lenth2*cos(phi))
[0020]ay＝y+(
‑
length1*cos(phi)
‑
length2*sin(phi))
[0021]B点坐标公式：
[0022]bx＝x
‑
(
‑
length1*sin(phi)+lenth2*cos(phi))
[0023]by＝y+(
‑
length1*cos(phi)+lenth2*sin(phi))
[0024]C点坐标公式：
[0025]cx＝x
‑
(length1*sin(phi)
‑
length2*cos(phi))
[0026]cy＝y+(length1*cos(phi)+lenth2*sin(phi))
[0027]D点坐标公式：
[0028]dx＝x
‑
(length1*sin(phi)+lenth2*cos(phi))
[0029]dy＝y+(length1*cos(phi)
‑
length2*sin(phi))。
[0030]本专利技术的有益效果体现在：本专利技术的测量方法，能够完全避开标签，准确有效的计算出带标签的钢筋参数，为更好的应用钢筋提供了基础。
附图说明
[0031]图1：本专利技术实施例中感兴趣区域的最小外接矩形示意图。
[0032]图2：本专利技术实施例中判断是否为同一钢筋的示意图。
[0033]图3：本专利技术实施例中测量时将钢筋生成若干等间距的测量框结构示意图。
[0034]图4：本专利技术的用于误差修正时的相机光路示意图。
具体实施方式
[0035]以下结合实施例及图1
‑
图3阐述本专利技术的技术方案，本专利技术揭示了一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法，所述钢筋的参数包括钢筋的长度和钢筋的直径。具体包括如下步骤：
[0036]本专利技术提出的算法，能够完全避开标签，只需将钢筋感兴趣区域提取出来，并将同属一根钢筋的几段钢筋合成一根钢筋再进行测量。
[0037]S1、采集图像，并对图像进行二值化，并在分割过程中使用开闭运算去除毛刺。根据区域面积、长度及矩形度等筛选出钢筋的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法，所述钢筋参数包括钢筋的长度和钢筋的直径，其特征在于：包括如下步骤： S1、同时采集若干钢筋的图像，并对采集的图像进行二值化，在分割过程中使用开闭运算去除毛刺；根据区域面积、长度及矩形度等筛选出钢筋的感兴趣区域，计算出每个感兴趣区域的最小外接矩形及矩形的四个角的坐标点；S2、分别以采集到的每个钢筋区域为基础，计算其与其他钢筋区域之间的距离，并判断是否为同一条钢筋：求出每个钢筋区域的中心点、中线以及该区域的最小外接矩形的半宽，计算其他钢筋感兴趣区域的中心点到基础的钢筋区域中心线的距离，以此进行判断是否为同一条钢筋；S3、将同一条钢筋区域旋转成水平方向，分别在区域两条长边及钢筋的两端上生成若干宽度和长度固定的等间隔的矩形测量框，通过对矩形测量框进行平均灰度值的计算寻找钢筋边缘及两端的轮廓点后拟合成直线，计算出最终的距离得到最后所需的钢筋像素直接和像素长度；S4、结合标定参数，将像素尺寸转换为物理尺寸，即为钢筋的物理长度和直径。2.如权利要求1所述的一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法，其特征在于：所述测量方法还包括用于对S3中的像素长度进行误差修正的步骤，S31，通过以下公式再次进行钢筋实际像素长度的修正计算，其中H为相机高度，为钢筋本身的像素长度，为待测钢筋沿光轴在标定平面上的投影，d为实际测得的像素直径。3.如权利要求1所述的一种基于图像处理的带标签的钢筋参数测量方法，其特征在于：所述S2中判断方法包括如下步骤：当其他钢筋感兴趣区域的中心点到基础的钢筋区域中心线的距离小...

【专利技术属性】
技术研发人员：程荣，张亦明，
申请(专利权)人：苏州市建筑科学研究院集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：