[发明专利]混凝土表面粗糙度测试系统、方法、介质、设备及终端

权利要求书

1.一种混凝土表面粗糙度测试方法，其特征在于，所述混凝土表面粗糙度测试方法首先用投影仪将正弦光栅投影到待测物体表面，在物体表面上得到含有待测物体的表面高度信息的畸变光栅时，用CCD摄像机把含有变形光栅的物体摄下，并将其光学结果图像传入计算机，从而得到混凝土表面的畸变光栅图像；随后再经过计算机中的图像处理技术对拍摄的图像结果进行计算分析然后得出表面三维形貌信息，最后通过计算得到混凝土表面粗糙度信息。

2.如权利要求1所述的混凝土表面粗糙度测试方法，其特征在于，所述混凝土表面粗糙度测试方法具体包括：

步骤一，通过计算机上的MATLAB软件在计算机中生成灰度正弦变化的栅线，并将栅线投射到测量平移台上的标定板上；CCD摄像头对准待测面，调整CCD摄像头的位置和焦距，使待测面通过CCD摄像头传到计算机上，得到清晰的图像；

步骤二，获取相应的图像，得到一组参考平面图像，并调整测量平移台距离，再次获取图像，得到一组参考平面图像；

步骤三，调整测量平台仪回到最初状态，并去掉标定板，将待测混凝土表面放置于两次测量标定板位置的中间，使混凝土试件上的待测面正对着CCD摄像头，再次获取图像，得到一组混凝土表面图像；

步骤四，通过相移算法中的四步相移法计算出包裹相位图；通过相位解包裹算法对得到的包裹相位图进行解包裹计算，采用时间相位解包裹法或多频时域解包裹算法；

步骤五，用深度标定原理中的基于双参考平面的等相位坐标法根据计算出的解包裹相位图计算出混凝土表面全部的高度信息；通过摄像机的线性模型中的基于小孔成像原理，推导出图像坐标和世界坐标的转换关系，并运用转换关系将混凝土表面的高度信息转换为整个混凝土表面的三维点云数据；

步骤六，利用得到的混凝土表面的三维点云数据，计算混凝土表面粗糙度。

3.如权利要求1所述混凝土表面粗糙度测试方法，其特征在于，所述步骤一中，通过计算机上的MATLAB软件在计算机中生成灰度正弦变化的栅线，并将栅线投射到测量平移台上的标定板上具体过程为：

通过投影仪将计算机产生的正弦栅线投射到试件表面，正弦栅线或正弦条纹图随表面形状变化而产生畸变；应用图像处理技术从畸变栅线或条纹中把含有表面形貌信息的条纹相位解调出来，获得表面三维形貌信息；

所述步骤二中，调整测量平移台距离，再次获取图像，得到一组参考平面图像具体过程为：

调整测量平移台距离，使标定板向前移动20mm，并再次获取图像，得到一组向前20mm的参考平面图像。

4.如权利要求1所述混凝土表面粗糙度测试方法，其特征在于，所述步骤四中，通过相移算法中的四步相移法计算出包裹相位图具体过程为：

通过相移算法中的4步相移法，相移量为π/2，计算出包裹相位图。

5.如权利要求1所述混凝土表面粗糙度测试方法，其特征在于，所述步骤五中，用深度标定原理中的基于双参考平面的等相位坐标法根据计算出的解包裹相位图计算出混凝土表面全部的高度信息具体过程为：

用深度标定原理中的基于双参考平面的等相位坐标法根据计算出的解包裹相位图计算出混凝土表面全部的高度信息；

其中，混凝土表面的高度为：

。

6.如权利要求1所述混凝土表面粗糙度测试方法，其特征在于，所述步骤六中，利用得到的混凝土表面的三维点云数据，计算混凝土表面粗糙度具体过程为：

利用得到的混凝土表面的三维点云数据，计算混凝土表面粗糙度，计算混凝土表面的面积与投影面面积之比；

在计算混凝土表面的面积时，采用海伦公式来计算三角形的面积：

其中：且

最后将所有混凝土表面上的点坐标组成的三角形按上公式计算出面积，总和加在一起，得到混凝土表面的面积；将混凝土表面的面积除以投影面面积，得出混凝土表面粗糙度。