[發明專利]一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法

在審

• 申請號: 201910014264.5
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109458991A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 趙雪峰;劉鵬;劉程程
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01C11/32
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 隋秀文;溫福雪

1.一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、在結構的監測點處用支架固定兩個激光發射器；

步驟2、在距離監測點兩個不同距離處分別固定一個投射屏幕；

步驟3、打開監測點處的激光發射器，讓兩個激光發射器的光斑分別照射在兩個投射屏幕上；

步驟4、在兩個投射屏幕前分別固定一個攝像頭，通過攝像頭分別獲得兩個激光發射器在投射屏幕上的光斑的實時圖像；

步驟5、對步驟4中獲得的光斑的實時圖像進行灰度化和二值化處理，計算出兩個投射屏幕上光斑的實時坐標；

步驟6、根據兩個光斑的坐標，以及兩個投射屏幕距監測點的距離，通過公式計算出監測點的位移和轉角。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的步驟6中公式是指：

結構的轉角公式為：

式中，d₁、d₂分別為兩個投射屏幕上光斑的位移，l₁和l₂分別是激光發射器距兩個投射屏幕的距離，θ為結構在監測過程中產生的轉角；

結構在監測過程中的位移所公式為：

D＝d₂-l₂×tanθ

式中，d₂為距離激光發射器遠處的投射屏幕上光斑的位移，l₂為激光發射器距遠處投射屏幕的距離，θ為結構在監測過程中產生的轉角，D為結構在監測過程中產生的位移。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的步驟5中圖像處理是指：

首先通過灰度化處理將步驟4中所獲得的彩色圖片處理成灰度圖，然后再根據現場實際的光照條件，逐漸增加閾值的大小，直到黑白圖像中光斑和圓片的邊界圓滑為止，將圖片處理成僅有黑白兩色，然后計算光斑的像素坐標，最后通過像素尺寸與真實尺寸的比例得到光斑的真實坐標。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的步驟1中用支架將兩個激光發射器固定住，且照射方向相同，兩個激光器之間的距離根據現場實際情況進行調節。

5.根據權利要求3所示的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的步驟1中用支架將兩個激光發射器固定住，且照射方向相同，兩個激光器之間的距離應根據現場實際情況進行調節。

6.根據權利要求1、2或5所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的步驟2中的投射屏幕為黑色，投射屏幕上固定一個尺寸已知的白色圓片，兩個投射屏幕在相同方向，距激光發射器的距離通過現場測得。

7.根據權利要求3所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的步驟2中的投射屏幕為黑色，投射屏幕上固定一個尺寸已知的白色圓片，兩個投射屏幕在相同方向，距激光發射器的距離通過現場測得。

8.根據權利要求4所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的步驟2中的投射屏幕為黑色，投射屏幕上固定一個尺寸已知的白色圓片，兩個投射屏幕在相同方向，距激光發射器的距離通過現場測得。

9.根據權利要求6所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的白色圓片的直徑為20mm。

10.根據權利要求7或8所述的一種基于機器視覺的結構位移和轉角的監測方法，其特征在于，所述的白色圓片的直徑為20mm。