[發(fā)明專利]一種基于監(jiān)控視頻的橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)分析方法

有效

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112637553B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 葉肖偉;李哲勛;金濤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/20;G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

1.一種基于監(jiān)控視頻的橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)分析方法，包含如下步驟：

A.安裝攝像機，標定監(jiān)測點、參照點；

A1.在待測橋梁上，安裝若干攝像機，并保證所述攝像機在相鄰攝像機監(jiān)控區(qū)域內(nèi)；

A2.考察待測橋梁，綜合考慮路面、欄桿、所述攝像機的位置和監(jiān)控區(qū)域，根據(jù)需要選擇所述監(jiān)測點和所述參照點，選點時保證所有所述監(jiān)測點和所述參照點和所述攝像機之間沒有任何障礙物遮擋，并選取至少四個參照點；

A3.對所述監(jiān)測點和所述參照點進行標記，標記后所述監(jiān)測點和所述參照點應與周圍背景存在較大差別，使其易于計算機識別；

A4.在橋梁路面上設立坐標系，測量所述參照點的空間坐標；

B.計算所述監(jiān)測點初始位置；

B1.利用所述攝像機采集該橋梁表面圖像，獲取第一幀圖像；

B2.經(jīng)過B1步驟得到了所述監(jiān)測點在監(jiān)測圖像上的位置，但是由于所述攝像機獲取的圖像存在畸變，無法直接獲取圖像和實際的比例關系；根據(jù)事先確定的所述參照點實際坐標和它們在監(jiān)測圖上的圖像上的位置，計算橋梁結(jié)構(gòu)上的所述監(jiān)測點空間坐標和圖像上的位置的轉(zhuǎn)化關系；

B3.由B2所述的轉(zhuǎn)化關系和所述監(jiān)測點在圖像上的位置計算所有監(jiān)測點的起始坐標；

C.所述監(jiān)測點位移監(jiān)測；

C1.在第一幀圖像內(nèi)選擇所述監(jiān)測點作為追蹤模板，預估每個所述監(jiān)測點在監(jiān)測期間可能產(chǎn)生的位移量，給每個所述監(jiān)測點設定可能的位移區(qū)域；

C2.在動態(tài)位移監(jiān)測過程中，所述監(jiān)測點的位置會發(fā)生變化，通過持續(xù)監(jiān)測得到各個所述監(jiān)測點在對應時間的監(jiān)控圖像上的位置；

C3.從安裝在橋臺上，假定不發(fā)生位移的所述攝像機開始，根據(jù)B2所述的轉(zhuǎn)化關系,依次計算其監(jiān)測范圍內(nèi)所述攝像機相對于前一個攝像機的位移，再遞推計算出所有所述攝像機本身的位移；

C4.計算每一幀圖像上每一個所述監(jiān)測點的在實際空間上的空間坐標，加上所述攝像機本身的位移，作為所述監(jiān)測點的空間坐標，與所述起始坐標對比，得到各個時刻所述監(jiān)測點的位移；

D.結(jié)構(gòu)模態(tài)分析；

D1.根據(jù)C4各點位的位移時間關系，建立全橋振動模型；

D2.截取最近一分鐘內(nèi)的振動數(shù)據(jù)，使用傅里葉變換、小波變換的時頻分析方法獲取模態(tài)頻率和模態(tài)振型；

D3.儲存D2所述的模態(tài)頻率和模態(tài)振型數(shù)據(jù)及對應時間，作為橋梁結(jié)構(gòu)長期模態(tài)監(jiān)測的頻率和振型數(shù)據(jù)。