[發明專利]一種集成北斗和視覺的基礎設施結構形變測量方法及系統

有效

• 申請號: 202111155287.1
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113870285B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李清泉;涂偉;陳睿哲;谷宇;張德津;汪馳升;周寶定
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/20;G06T7/70;G06T5/50
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 李曉鳳;王永文

本發明公開了一種集成北斗和視覺的基礎設施結構形變測量方法及系統。分別在第一時刻和第二時刻通過相機拍攝全部靶標，得到第一成像圖和第二成像圖，其中，相機位于目標設施上，全部靶標兩兩成對，且每一對靶標位于目標設施的一個局部區域；根據第一成像圖和第二成像圖，確定每一對像點的像點相對距離變化量，其中，一對像點與一對靶標對應；獲取相機在第一時刻和第二時刻之間的位移數據，根據位移數據對每一像點相對距離變化量進行校正，得到校正后的像點相對距離變化量；根據每一校正后的像點相對距離變化量，確定每一局部區域的結構形變數據。本發明采用了相機的位移數據進行誤差平差，可以解決現有結構形變測量方法誤差較大的問題。

技術領域

本發明涉及建筑測量領域，尤其涉及的是一種集成北斗和視覺的基礎設施結構形變測量方法及系統。

背景技術

橋梁、隧道、公路等大型基礎設施承擔承受大量的交通載荷，周邊地質環境不斷發生變化，導致橋梁、隧道和公路等設施在不同位置受力不均，發生程度各異的結構形變。基礎設施結構形變過于劇烈，可能會導致橋梁垮塌、隧道崩塌、公路塌陷等重大的安全事故。因此需要對大型基礎設施的結構形變進行及時監測，及時發現結構形變異常，為基礎設施的維護整修提供支持，保障設施結構安全。

傳統大型基礎設施的結構形變測量主要是利用全站儀、水準儀、千分尺等工具，測量設施上的某些位置之間的靜態形變數據。這些方法測量成本高，在測量時需要清空車輛，影響正常交通通行，并且只能進行測量靜態，無法實現實時監測。因此，難以滿足大型基礎設施結構形變動態實時監測的需求。

而基于機器視覺的結構形變測量方法能夠實現低成本的橋梁、隧道等基礎設施結構形變的實時動態測量。然而目前基于機器視覺的結構形變測量方法并未考慮到布設的相機本身的沉降位移，導致結構形變測量誤差較大。

因此，現有技術還有待改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種集成北斗和視覺的基礎設施結構形變測量方法及系統，旨在解決現有的基于機器視覺的結構形變測量方法由于相機本身布設位置的變化，導致測量結果誤差較大的問題。

本發明解決問題所采用的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供一種集成北斗和視覺的基礎設施結構形變測量方法，其中，所述方法包括：

在第一時刻通過相機對全部靶標進行拍攝得到第一成像圖，在第二時刻通過所述相機對全部所述靶標進行拍攝得到第二成像圖，其中，所述相機布設于目標設施上，全部所述靶標兩兩成對，且每一對所述靶標布設于所述目標設施的一個局部區域內；

根據所述第一成像圖和所述第二成像圖，確定每一對像點中兩個像點之間的像點相對距離變化量，其中，一對所述像點與一對所述靶標對應；

獲取所述相機在所述第一時刻和所述第二時刻之間的位移數據，根據所述位移數據對每一所述像點相對距離變化量進行校正，得到校正后的像點相對距離變化量；

根據每一所述校正后的像點相對距離變化量，確定每一所述局部區域的結構形變數據。

在一種實施方式中，所述根據所述第一成像圖和所述第二成像圖，確定每一對像點中兩個像點之間的像點相對距離變化量，包括：

根據所述第一成像圖確定每一對所述像點中兩個像點之間的第一水平相對距離和第一垂直相對距離，根據所述第二成像圖確定每一對所述像點中兩個像點之間的第二水平相對距離和第二垂直相對距離；

根據所述第一水平相對距離和所述第二水平相對距離，確定每一對所述像點中兩個像點之間的水平相對距離變化量；

根據所述第一垂直相對距離和所述第二垂直相對距離，確定每一對所述像點中兩個像點之間的垂直相對距離變化量；