[發明專利]基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測系統和檢測方法

在審

• 申請號: 201711246831.7
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN109870279A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 李英杰;佟新鑫;朱丹;張冠華;岳成海;杜海鑫;周勇;焦鵬飛;賈春萍;武旭娟;楊立新;崔凱華
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01B21/32
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測系統，其特征在于包括：合作靶標(1)、濾光片(2)、工業攝像機(4)、環境擾動監測裝置(5)、圖像處理系統(6)；所述工業攝像機(4)的鏡頭前依次設有光學鏡頭(3)和濾光片(2)，攝像機(4)、環境擾動監測裝置(5)均與圖像處理系統(6)連接。

所述合作靶標(1)，用于固定在橋梁需要測量撓度點并以設定的光譜發射可見光；

所述攝像機(4)用于通過光學鏡頭(3)捕獲合作靶標(1)中LED的圖像，并將圖像實時以電信號的形式傳輸至圖像處理系統(6)；

所述圖像處理系統(6)用于接收從攝像機(4)傳送的圖像信息及環境擾動監測裝置(5)發送的環境擾動參數，對圖像信息進行處理，利用處理結果得到橋梁的實時撓度值，實現非接觸式撓度測量。

2.根據權利要求1所述的基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測系統，其特征在于所述合作靶標(1)設有兩個LED，LED的發光頻率與濾光片(2)的通過頻率相同。

3.根據權利要求2所述的基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測系統，其特征在于所述兩個LED的中心連線與大地水平線垂直。

4.根據權利要求1所述的基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測系統，其特征在于還包括顯示及操控裝置(7)，用于實現人機交互，通過觸摸屏及按鍵對靶標值進行設定、鎖定靶標，通過顯示屏顯示實時撓度數據信息。

5.基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測方法，其特征在于，對橋梁的撓度進行非接觸式測量，包括以下步驟：

攝像機(4)通過光學鏡頭(3)捕獲合作靶標(1)中LED的圖像，并將圖像實時以電信號的形式傳輸至圖像處理系統(6)；

環境擾動監測裝置測量攝像機所處環境擾動的幅值，并將測量的擾動幅值發送到圖像處理系統；

圖像處理系統根據標靶的兩個LED中心的實際間距與圖像中兩個LED中心點的像素值計算靶標所在平面與攝像機CCD平面之間的物象比，并鎖定頂端LED所在的像素點坐標值；利用頂端LED坐標在測試過程中的移動距離與物象比的乘積，計算得到標靶移動的實際距離，即橋梁上靶標所在點的實時撓度值；

圖像處理系統將實時撓度值減去環境擾動監測裝置測量的擾動幅值，即得到最終的撓度值。

6.根據權利要求5所述的基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測方法，其特征在于所述物象比r＝a/n；a為兩個LED中心間的實際距離；n為圖像中兩個LED之間的像素。

7.根據權利要求5所述的基于數字圖像處理技術的橋梁撓度檢測方法，其特征在于所述圖像處理系統通過FPGA和/或DSP實現。