[發明專利]一種適用于傾斜攝影的基于光軸與控制平面協同變化的時間基線視差法解算方法

有效

• 申請號: 202110211049.1
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113008153B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 張國建;于承新;劉志鵬;葛永泉
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01C11/00
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 楊鳳娟

本發明采用的基于光軸與控制平面協同變化的時間基線視差法，在保持光軸與控制平面垂直的情況下，在一定程度上實現了在橋梁平面與相機光軸不垂直時，甚至在小銳角監測的情況下，監測橋梁動態變形的目的?；诠廨S與控制平面協同變化的時間基線視差法具有較高的精度。對于理解和掌握橋梁在車輛動荷載等外力作用下的整體動態變形機理，進而改進和完善橋梁結構設計理論，減小橋梁安全事故的發生有重要意義。

技術領域

本發明屬于橋梁等大尺寸建(構)筑物瞬間動態變形監測技術領域，具體涉及一種適用 于傾斜攝影的基于光軸與控制平面協同變化的時間基線視差法解算方法。

背景技術

目前關于大尺寸建(構)筑物(橋梁、高塔等)安全監測或變形監測的研究現狀主要集 中在以下幾個方面：

(一)常規方法在橋梁動態變形監測中的研究現狀

(1)自動全站儀

利用自動全站儀可實現橋梁的動態變形監測以及變形監測的自動化，但是自動全站儀 一般適用于單點的動態變形監測。當采用多臺自動全站儀實現多個點的動態變形監測，會導 致監測的成本太高，而且難以保證各點的同步監測。

(2)GPS技術

GPS技術可以實現橋梁的動態變形監測，但是GPS測量技術在一些環境較差的地方由 于衛星信號被遮擋及多路徑效應的影響，其監測精度和可靠性不高，甚至無法進行變形監測。 另外，GPS測量誤差源多，其動態測量的精度較低，并且利用GPS進行監測時需要在每個 點都要安裝GPS接收機或GPS信號接收天線，監測成本較高。

(3)三維激光掃描技術

目前常用的變形測量技術在橋梁的動態變形監測方面還存在著一些不足，以水準儀、 經緯儀為代表的傳統測量方法只能進行周期較長的靜態變形監測；自動全站儀適用于單點的 動態跟蹤測量；GPS技術用于高頻的動態變形監測時，其測量誤差較大，且需要在每個點位 布設接收機/GPS信號接收天線。三維激光掃描技術監測頻率太低，還有一些傳感器技術往 往需要與橋梁接觸，對于傳感器的封裝技術、補償技術、安裝要求都比較嚴格，需要較高的 成本資金。所以，要想更好的實現橋梁的動態變形監測必須探尋新的技術方法。

(二)基于地基合成孔徑雷達的橋梁動態變形監測中的研究現狀

Gentile與Bernardini于2008年在Capriaet大橋上進行了環境振動測試(AVT)，并大橋 上布設了32個WR731A型傳感器進行對照實驗，結果表明IBIS－S系統所測的速度跟用傳 統的傳感器所測得的速度吻合度很高，充分說明了IBIS－S系統的可靠性^[16]。希爾艾力·艾 爾肯利用IBIS-S系統測試“南京眼”斜拉橋斜拉索張力，監測結果表明斜拉索振動頻率隨著 斜拉索長度的規律性變化和理論變化規律一致，佐證了該方法測試斜拉索張力的可行性^[17]。 另外，IBIS－S系統還在四川金沙江大橋(靜態撓度測量、動態撓度測量、自振模態分析)， 寶成鐵路清江七號橋(動態撓度測量)，漳龍高速石崆山大橋(橋梁撓度與振動測試)，杭州錢 塘江大橋(靜態撓度測量)，京津高速鐵路楊村大橋(動態撓度測量)等橋梁中進行了試用，取 得了良好的效果。

IBIS－S測程為0.01km～2km，精度為±(0.1～0.01)mm，最大采樣頻率200MHz， 通過該設備能夠及其便捷地對橋梁或建筑物進行健康普查和評估。雖然IBIS－S能夠監測 得到橋梁等的微小變形，但是IBIS雷達獲取的只是位于電磁波傳播方向上一維位移變化信息，無法獲取目標點真實的三維位置變化情況。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明旨在提供一種基于DDA的節理隧道穩定性分析數值模擬 方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：