古建築牆面裂縫的3D自動建模和監測
——文物3D建模案例
碰海科技(北京)有限公司
牆面裂縫是古建築常見的損壞形式,對現代建築來說裂縫也是巨大的隐患。對裂縫的監測是建築保護的重要内容。
市場上已有基于數字圖像技術的裂縫檢測系統(或牆體缺陷監測系統),通過CCD成像儀,對結構體表面缺陷進行圖片采集并提取缺陷特征,計算出牆體裂縫寬度、長度等信息。但無法計算裂縫的深度。另外還有專門的測量裂縫深度儀器,采用超聲波等原理來測深。但使用兩台設備分别測量裂縫的寬度和深度,大大增加了成本和工作量。
采用我們研發的自動3D建模技術,不需要增加硬件成本,可以直接利用拍攝的圖片,對牆體作自動3D建模,從而計算出裂縫長度、寬度及深度,得到牆面缺陷的立體信息。
對近距離牆面的拍攝,使用手機拍照就可以自動建模,簡單方便。可以參考我們對九龍壁等文物的自動建模。
對于距離遠且不易靠近的牆體,利用單反相機配合長焦鏡頭,可以遠距離拍攝并自動建模。圖1便是使用單反相機拍攝的裂縫照片。
![Odoo CMS - 大圖](../../../static/picture/452.jpg)
![Odoo CMS - 大圖](../../../static/picture/453.jpg)
圖1 牆體裂縫的照片(由合作方提供)
拍攝之後将照片導入我們的自動建模系統,就可以自動生成牆面的3D模型,如圖2所示。無須人工描畫,可以進一步自動提取裂縫3D特征,包括裂縫的深度。還可以提供趨勢比對功能,實現目标裂縫多時間段發展趨勢的跟蹤比對。
基于照片自動建模的裂縫檢測,設備簡單,最多拿着一台單反相機配合三腳架就行,不需要搭設腳手架或使用工程車。具有廉價、快速、安全、無接觸、對文物零損傷、可視化等特點。對于現代建築如橋梁、隧道、核電站、水壩、樓房等同樣适用。
![Odoo CMS - 大圖](../../../static/picture/454.jpg)
![Odoo CMS - 大圖](../../../static/picture/455.jpg)
圖2 對牆體自動3D建模的結果