[發(fā)明專利]一種橋梁撓度的測(cè)量方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810231842.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN108387184A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永東;田捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西和信基業(yè)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種橋梁撓度的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟：先通過固定在橋梁撓度監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的光學(xué)測(cè)量裝置每個(gè)隔3-5s抓取一張遠(yuǎn)處的包含與光學(xué)測(cè)量裝置保持垂直關(guān)系的監(jiān)測(cè)目標(biāo)的背景圖片，通過圖像處理算法來得到遠(yuǎn)處建筑的位移數(shù)據(jù)，此位移數(shù)據(jù)即橋梁撓度的測(cè)量數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁撓度的測(cè)量方法，其特征在于，所述圖像處理算法包括以下步驟：a、先對(duì)抓取的遠(yuǎn)處背景圖片中截取像素區(qū)域?yàn)?1*41至61*61，且包含監(jiān)測(cè)目標(biāo)的圖片；；b、對(duì)形成的前后兩張圖片進(jìn)行匹配運(yùn)算，找到相關(guān)系數(shù)最大值的坐標(biāo)；c、對(duì)圖片進(jìn)行灰度進(jìn)行插值運(yùn)算得到包含亞像素位移值；d、通過對(duì)兩張圖片坐標(biāo)值相減得到像素坐標(biāo)變化值；e、單位像素的位移值乘以像素坐標(biāo)變化值即得到相應(yīng)垂直位移的測(cè)量值；f、在測(cè)量垂直位移中剔除俯仰變化帶來的位移后得到的位移即為橋梁撓度測(cè)量值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁撓度的測(cè)量方法，其特征在于，所述匹配運(yùn)算根據(jù)下列（1）式進(jìn)行計(jì)算：

（1）

式中 f(x_i,y_i)為測(cè)試目標(biāo)運(yùn)動(dòng)前的數(shù)字圖像的灰度分布，g(x_i,y_i)為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)后的數(shù)字圖像中選擇的觀測(cè)區(qū)域的灰度分布，觀測(cè)區(qū)域在X及Y方向包含的像素分別為m及n個(gè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁撓度的測(cè)量方法，其特征在于，所述對(duì)圖片進(jìn)行灰度進(jìn)行插值運(yùn)算是根據(jù)公式（2）、（3）、（4）、（5）得到公式（6）和（7），u₀ 與v₀為包含亞像素的位移像素值；

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁撓度的測(cè)量方法，其特征在于，所述剔除俯仰變化是在遠(yuǎn)處背景圖片中尋找兩個(gè)建筑測(cè)量點(diǎn)，建立一個(gè)由兩個(gè)方程組成的方程組，每個(gè)方程代表每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位移由撓度位移和俯仰位移兩個(gè)參數(shù)組成，通過解方程組可以得到撓度的具體值，方程組可以表示如下，由方程（8）和方程（9）組成，在方程組中S_位移1為建筑1的位移值，S_位移2為建筑2的位移值，k₁為建筑1的系數(shù)，k₂為建筑2的系數(shù)，位移值S_位移1、S_位移2、系數(shù)k₁、k₂為已知數(shù),S_撓度和S_俯仰是未知數(shù)，因此可以通過解方程組來得到撓度S_撓度，即橋梁撓度的測(cè)量值；

。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁撓度的測(cè)量方法，其特征在于，所述橋梁撓度監(jiān)測(cè)點(diǎn)為橋梁跨中處。

7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的橋梁撓度的測(cè)量方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括固定在橋梁撓度監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的光學(xué)測(cè)量裝置、設(shè)置在云端且內(nèi)置橋梁撓度測(cè)量軟件的服務(wù)器、通信模塊及電源，所述光學(xué)測(cè)量裝置分別與通信模塊、電源電連接；所述通信模塊一端與電源電連接，通信模塊另一端通過無線與內(nèi)置橋梁撓度測(cè)量軟件的服務(wù)器連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的橋梁撓度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)測(cè)量裝置為攝像頭。