[發明專利]結構振動位移監測方法及終端設備

有效

• 申請號: 202011059933.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112229500B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王保憲;趙維剛;閆濤;王凱;閆朝勃;李義強
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學;河北省交通規劃設計院
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01B11/02;G06T7/60
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 張一

1.一種結構振動位移監測方法，其特征在于，包括：

對獲取的紅色方標靶視頻進行視頻序列分解，依次得到每一幀圖像，所述紅色方標靶為黑色方形靶的中心設置紅色方形靶標，所述紅色方標靶視頻為將紅色方標靶設置在待測結構上，拍攝的所述待測結構從靜止到發生振動再到結束振動的紅色方標靶視頻；

分別抽取每一幀圖像的中間行數據和中間列數據，并對得到的第一中間行數據集和第一中間列數據集進行處理，得到所述待測結構發生振動的起始幀號和停止振動的結束幀號；所述對得到的第一中間行數據集和第一中間列數據集進行處理，得到所述待測結構發生振動的起始幀號和停止振動的結束幀號，包括：根據得到的第一中間行數據集和第一中間列數據集，分別計算行振動參數和列振動參數；將所述行振動參數與行振動參數預設閾值進行比較，確定所述待測結構發生振動的第一起始幀號和停止振動的第一結束幀號；將所述列振動參數與列振動參數預設閾值進行比較，確定所述待測結構發生振動的第二起始幀號和停止振動的第二結束幀號；根據所述第一起始幀號和所述第二起始幀號，確定所述待測結構發生振動的起始幀號；根據所述第一結束幀號和所述第二結束幀號，確定所述待測結構停止振動的結束幀號；

根據所述第一中間行數據集和所述第一中間列數據集，提取所述起始幀號至所述結束幀號之間對應的每幀圖像的中間行數據和中間列數據，并分別對構成的第二中間行數據集和第二中間列數據集進行線數據匹配計算，得到每幀圖像中紅色方形靶標的中心坐標值構成的中心坐標序列值；

所述分別對構成的第二中間行數據集和第二中間列數據集進行線數據匹配計算，得到每幀圖像中紅色方形靶標的中心坐標值構成的中心坐標序列值，包括：

根據得到第i幀圖像中紅色方形靶標的中心坐標的橫坐標值；

其中，c_qi表示所述起始幀號對應的圖像的中間行數據與振動過程中第i幀圖像的中間行數據的像素位置匹配值，s_i1表示第i幀圖像中紅色方形靶標的中心坐標的橫坐標值，x′表示所述起始幀號對應的圖像的中間行數據，x_i表示第i幀圖像的中間行數據，Re(·)表示復數求實部運算，F^-1(·)表示傅里葉逆變換運算，F(·)表示傅里葉變換運算，F^*(·)表示傅里葉變換運算中復數求共軛運算；

根據得到第i幀圖像中紅色方形靶標的中心坐標的縱坐標值；

其中，c_pi表示所述起始幀號對應的圖像的中間列數據與振動過程中第i幀圖像的中間列數據的像素位置匹配值，s_i2表示第i幀圖像中紅色方形靶標的中心坐標的縱坐標值，y′表示所述起始幀號對應的圖像的中間列數據，y_i表示第i幀圖像的中間列數據；

根據上述計算第i幀圖像的中心坐標的坐標值的方法，分別對構成的第二中間行數據集和第二中間列數據集進行線數據匹配計算，得到每幀圖像中紅色方形靶標的中心坐標值構成的中心坐標序列值；

根據獲取的所述紅色方形靶標的初始位置信息、實際邊長和所述中心坐標序列值，計算得到所述紅色方形靶標的實際位移變化值。

2.如權利要求1所述的結構振動位移監測方法，其特征在于，所述根據得到的第一中間行數據集，計算行振動參數，包括：

根據計算振動參數；

其中，p₀表示在第(N+1)幀時刻前連續N幀圖像的中間行數據平均值相比于初始靜態幀圖像的中間行數據的發生變化的振動參數，p₁表示在第(N+1)幀圖像的中間行數據相比與前面連續N幀圖像的中間行數據平均值發生變化的振動參數，p₂表示在第N幀時刻后連續N幀圖像的中間行數據平均值相比于初始靜態幀圖像的中間行數據的發生變化的振動參數，a_i表示第i幀圖像的中間行數據，0≤i≤(2N+1)，a₀表示所述起始幀號對應圖像的中間行數據，N為正整數。