[发明专利]基于三维空间角度测量裂缝发展变化的方法

说明书

本发明公开基于三维空间角度测量裂缝发展变化的方法，包括以下步骤：1.制作参照标识，2.初始拍照记录，3三维建模，4.重复步骤三、四，5.建立空间直角坐标系，6.计算相对位置改变量，7.计算裂缝发展变化量。本发明通过在所需监测的裂缝两侧粘贴标识A和标识B，拍摄同一时间不同角度和不同时间不同角度裂缝关于标识A和标识B的相对位置的改变量，并通过计算分析得出裂缝发展的实际变化量，有效的从三维立体空间利用数据真实反应了裂缝发展变化过程中的收缩、扩张、升降、错位以及倾斜等多种变化规律，为进一步的控制和处理裂缝的发展提供强有力的监测数据。

技术领域

本发明涉及基于三维空间角度测量裂缝发展变化的方法，属于裂缝监测技术领域。

背景技术

混凝土结构是最重要的土木、建筑结构，国内各种大型的房屋建筑、隧道、桥梁等基本上采用的都是钢筋混凝土结构。此类的建筑设施在使用过程中，会或多或少的出现局部老化、劣化现象，尤为突出的就是建筑裂缝。如果在建筑兴建过程中，施工质量没有得到应有的保障或者施工时偷工减料，都会加速建筑结构的劣化，大多数建筑结构的劣化会以裂缝的形式展现出来。如何快速有效的监测裂缝，如何探测裂缝不同程度的发展变化，是后续弥补和控制建筑结构质量必须解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了基于三维空间角度测量裂缝发展变化的方法。

本发明采用以下技术方案：

基于三维空间角度测量裂缝发展变化的方法，包括以下步骤：

步骤一：制作参照标识：制作形状尺寸已知的标识A和标识B，并将标识A和标识B固定在所需监测的裂缝两侧；

步骤二：初始拍照记录：在同一时间，不同角度，清晰完整的拍摄标识A和标识B相对于裂缝的三张照片，并记录裂缝监测的初始形状尺寸；

步骤三：三维建模：利用三张照片，通过三维重建算法，构建裂缝和标识所在墙面及周围墙面的三维模型；

步骤四：重复步骤二、三：建立不同时期的关于同一裂缝和标识所在墙面及周围墙面的三维模型；

步骤五：建立空间直角坐标系：以标识A所在平面为xOy平面建立空间直角坐标系，与xOy 平面垂直并穿过O点的为z轴，通过右手定则，确定绕轴转动的正方向，并确定三维空间变量，即x、y、z、ω_x、ω_y、ω_z；

步骤六：计算相对位置改变量：假定标识A固定不变，通过对比同一裂缝、不同时期的三维模型，分析计算标识B相对位置的改变，得到标识B关于标识A相对位置的改变量，即Δx、Δy、Δz、θ_x、θ_y、θ_z；

步骤七：计算裂缝发展变化量：标识B关于标识A相对位置的改变量即为监测裂缝自身的发展变化量，通过与初始监测记录的裂缝形状尺寸结合计算，得出裂缝变化的实际参数值。

进一步的，所述步骤一中标识A和标识B为形状尺寸一致的防水贴纸。

进一步的，所述步骤四中裂缝的监测拍摄时间开始为每隔半月监测拍摄一次，后期随着裂缝的发展速度变快，监测拍摄时间缩短为三日一次或每日一次。

进一步的，所述步骤三中三维建模采用电脑辅助软件建模。

进一步的，所述步骤一中实际形状尺寸已知的标识A和标识B作为参照标尺。

工作原理：

本发明通过在裂缝两侧安装标识，对拍摄时间和拍摄角度两者之中的一个进行择一控制，采集拍摄多组参照图片，通过三维空间建模分析计算标识关于裂缝相对位置的变化，并通过已知形状尺寸的标识对比，将标识关于裂缝相对位置的改变量转化为实际变化量，正确有效的反应裂缝在三维空间发生的改变。