[發明專利]一種橋梁振動測試方法及相關裝置

在審

• 申請號: 201910537072.2
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110220585A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 陳貢發;鐘文韜
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高勇

本申請公開了一種橋梁振動測試方法，包括接收無人機采集的橋梁振動時序圖像，并對所述橋梁振動時序圖像進行圖像矯正處理；利用數字圖像技術對圖像矯正處理后的橋梁振動時序圖像進行相關性分析得到振動位移時程曲線；對所述振動位移時程曲線以及測試激勵點獲得的力時程曲線進行傅里葉變換得到位移頻響函數；對所述位移頻響函數進行模態分析得到模態參數。該橋梁振動測試方法能夠有效保障測試數據的完備性，提高橋梁振動測試的適用性與便捷性。本申請還公開了一種橋梁振動測試裝置、設備、系統以及計算機可讀存儲介質，均具有上述技術效果。

技術領域

本申請涉及橋梁結構健康監測領域，特別涉及一種橋梁振動測試方法；還涉及一種橋梁振動測試裝置、設備、系統以及計算機可讀存儲介質。

背景技術

傳統的橋梁振動測試多采用接觸式測試的方式，通過水準儀、百分表、加速度傳感器和位移傳感器等進行量測。上述方式需要布置的測點數量較多、操作復雜、成本較高，并且測點布置受限，因此只能采集到橋梁結構的局部位置的數據信息和低階模態。從而，以此作為橋梁振動測試的實測數據會導致測試數據不完備，限制了在工程中橋梁結構的全尺度測試的應用，無法滿足橋梁檢測與評估的需要。相對于傳統的檢測技術，數字圖像相關技術屬于非接觸式測量，它具有分布式傳感能力，能夠實現全場測量、精度高、操作方便，不會通過添加外部安裝的傳感器來增加結構的質量或剛度而影響真實的振動狀態，并且克服了以往測量數據不完備的缺陷。此外，對于利用攝像機進行圖像采集進而進行圖像分析實現橋梁振動測試的方案，考慮到實際的橋梁工程情況，攝像機會受地形影響而不便于架設，從而使其工程應用受限。

有鑒于此，如何提供一種橋梁振動測試方案以克服上述技術缺陷是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本申請的目的是提供一種橋梁振動測試方法，能夠有效保障測試數據的完備性，提高橋梁振動測試的適用性與便捷性。本申請的另一目的是提供一種橋梁測試裝置、設備、系統以及計算機可讀存儲介質，均具有上述技術效果。

為解決上述技術問題，本申請提供了一種橋梁振動測試方法，包括：

接收無人機采集的橋梁振動時序圖像，對所述橋梁振動時序圖像進行圖像矯正處理；

利用數字圖像技術對圖像矯正處理后的橋梁振動時序圖像進行相關性分析得到振動位移時程曲線；

對所述振動位移時程曲線以及測試力錘激勵點獲得的力時程曲線進行傅里葉變換得到位移頻響函數；

對所述位移頻響函數進行模態分析得到模態參數。

可選的，所述對所述橋梁振動時序圖像進行圖像矯正處理包括：

根據x′_i＝Hx_i對所述橋梁振動時序圖像進行圖像矯正處理；

其中，x_i表示原始圖像的固定匹配點，x′_i表示變換圖像的固定匹配點，H表示單應性變換矩陣。

可選的，所述利用數字圖像技術對圖像矯正處理后的橋梁振動時序圖像進行相關性分析得到振動位移時程曲線，包括：

基于對矯正處理后的橋梁振動時序圖像進行相關性分析得到所述振動位移時程曲線；

其中，x、y表示橋梁振動時序圖像的像素點，Δx、Δy表示變換圖像的像素位移，I表示基準圖像的灰度值，J表示變換圖像的灰度值，B表示子像塊的面積，C表示相關性。

為解決上述技術問題，本申請還提供了一種橋梁振動測試裝置，包括：

圖像接收模塊，用于接收無人機采集的橋梁振動時序圖像，并對所述橋梁振動時序圖像進行圖像矯正處理；

圖像處理模塊，用于利用數字圖像技術對圖像矯正處理后的橋梁振動時序圖像進行相關性分析得到振動位移時程曲線；