[發明專利]一種基于運動補償的計算機視覺結構振動監測方法

有效

• 申請號: 202011222425.9
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112378507B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 葉肖偉;李哲勛;金濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01B11/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

1.基于運動補償的計算機視覺結構振動監測方法，包括如下步驟：

A安裝攝像頭；

A1.在待測橋梁支點處、跨中、拉索錨點等關鍵區域上選定若干監測位置，選取輪廓特征明顯的位置作為監測點；

A2.將主攝像頭和副攝像頭進行剛性連接，選擇安裝位置，使主攝像頭對準監測橋梁，副攝像頭對準近處的墻體或地面等假定不發生任何位移的地方；

A3.副攝像頭監控范圍內墻體或地面上，在某一距離上選擇多個輪廓特征明顯的位置作為一組參照點；在景深范圍內，另選一個距離，再次選擇多個位置作為另一組參照點，以獲得多個圖像清晰且距離不同的參照點；

A4.調試主副攝像頭，確保其可獲取橋梁及近處的墻體或地面的實時監控圖像，并截取第一幀圖像；

B調整主攝像頭；

B1.從A4獲得的第一幀圖像中選取A1中確定的監測點，作為計算機視覺的追蹤目標，第一幀圖像中監測點的位置為監測點的起始位置；

B2.測量各個監測點與主攝像頭連線的距離；

B3.選擇兩個相鄰的監測點，測量這兩個監測點在圖像上的像素距離和真實世界中的實際距離，計算機將根據監測點在圖像上的像素距離與實際距離，自動計算像素尺寸與實際尺寸的比例系數；

B4.標出每個監測點可能的位移范圍，后續計算機將從該范圍中識別該點；

C調整副攝像頭；

C1.提取副攝像頭拍攝的第一幀圖像，選取A3中確定的參照點，作為計算機視覺系統的參照對象，用于估計主攝像頭自身的運動情況；第一幀圖像中參照點的位置為參照點的起始位置；

C2.測量各個參照點與副攝像頭連線的距離；

C3.選擇同一組中兩個相鄰的參考點，測量這兩個參考點在圖像上的像素距離和真實世界中的實際距離，計算機將根據參考點在圖像上的像素距離與實際距離，自動計算該距離下像素尺寸與實際尺寸的比例系數；

C4.標出每個參考點可能的位移范圍，后續計算機將從該范圍中識別該點；

D計算并記錄振動數據；

D1.使用主副攝像頭同步逐幀采集圖像，通過追蹤測點的輪廓信息，將后續幀圖像中監測點、參照點的位置分別與其起始位置進行對比，計算出主攝像頭直接測量的運動補償前的監測點位移值和副攝像頭獲得的由于攝像頭組自身運動而觀測到的參考點位移值；

D2.建立雙攝像頭系統旋轉、平移與各個參考點位移之間的對應關系，計算雙攝像頭系統自身的旋轉與平移；

D3.根據D2得到的雙攝像頭系統的位移信息，以及主攝像頭和監測點之間的距離，計算得到因主攝像頭運動產生的誤差的補償值，使用D1中主攝像頭直接測量的監測點位移值減去主攝像頭運動產生的補償值，得到運動補償之后的橋梁結構位移；

D4.記錄時間與位移數據，形成橋梁結構各點位的振動監測數據。