[發明專利]大跨度梁撓度監測方法及監測系統

有效

• 申請號: 202111237125.2
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113686260B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 盧毓穎;舒劉海;林彬;查松山;張鵬;楊子江;阮國余;梅燕;張楠;王政堯;鄭明耀;陳明瀚
• 申請（專利權）人: 成都眾柴科技有限公司;廣州市水務規劃勘測設計研究院有限公司;中水淮河規劃設計研究有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01M5/00;G06T5/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/73
• 代理公司: 重慶西南華渝專利代理有限公司 50270
• 代理人: 陳香蘭

1.一種大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取光斑成像靶上的光斑圖像；

基于所述光斑圖像在RGB模型中的RGB分量強度值，減小強度值最高的分量，以得到光暈縮小的點光斑圖像，具體包括：

先通過分析光斑圖像光暈部分中各像素點的R分量強度值、G分量強度值和B分量強度值，從而確定位于光暈部分強度值最高的分量，在光斑圖像中將該分量的強度值調整為0；

將所述點光斑圖像進行灰度處理，得到光斑灰度圖；

對所述光斑灰度圖進行降噪處理，得到目標光點；

對目標光點進行邊緣提取得到邊緣點，所述邊緣點圍成目標光點的邊緣輪廓；

對所述邊緣點進行圓擬合，得到圓擬合后圓的圓心坐標；

標定初始狀態下所述目標光點的圓心坐標，當梁撓度發生變化時，所述目標光點的圓心坐標隨之變化，得到變化后的圓心坐標，求出圓心坐標變化值；

將所述圓心坐標變化值轉化為梁撓度變化值。

2.根據權利要求1所述的大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，

對于光暈部分的確認可通過預設一個分量差值范圍，即預設一個R分量、G分量和B分量之間的差值范圍，滿足該差值范圍的像素點可認定為光暈部分的像素點。

3.根據權利要求2所述的大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，將所述點光斑圖像進行灰度處理，得到光斑灰度圖，具體為：

通過最大類間方差法對所述點光斑圖像進行處理，確定圖像二值化分割閾值；

基于所述圖像二值化分割閾值對所述點光斑圖像進行圖像二值化處理，得到光斑灰度圖。

4.根據權利要求2所述的大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，所述目標光點的邊緣點通過邊緣提取算法對所述目標光點進行邊緣提取獲得。

5.根據權利要求4所述的大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，對所述邊緣點進行圓擬合，得到擬合后圓的圓心坐標，具體為：

通過最小二乘法對所述邊緣點進行圓擬合，得到一個擬合的圓；

基于所述擬合的圓確定圓心，并求出所述圓心在光斑成像靶坐標系上的坐標，所述坐標為所述圓心坐標。

6.根據權利要求1至4任一項所述的大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，所述獲取光斑成像靶上的光斑圖像具體為：

將光斑成像靶安裝在梁上，將激光發射模組安裝在非梁上的固定點，使激光發射模組的激光出射方向與所述光斑成像靶的表面垂直；

將圖像傳感器模組安裝在非梁上的固定點，并位于所述光斑成像靶的一側；

通過控制激光發射模組在所述光斑成像靶上形成光斑；

通過圖像傳感器模組獲取所述光斑成像靶的圖像信息；

根據測量位移量程要求在所述光斑成像靶上確定圖像分析區域，所述光斑位于所述圖像分析區域的中心，所述圖像分析區域的垂直量程大于等于所述測量位移量程的兩倍；

通過圖像傳感器模組獲取所述圖像分析區域，以得到所述光斑圖像。

7.根據權利要求6所述的大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，基于所述光斑在所述光斑成像靶上的直徑與所述圖像分析區域的垂直量程，得到光斑的投影寬度占比，并判斷所述投影寬度占比是否滿足測量精度要求；若否，

控制所述激光發射模組，使所述光斑成像靶上的光斑直徑減小，直至所述投影寬度占比滿足測量精度要求。

8.根據權利要求7所述的大跨度梁撓度監測方法，其特征在于，基于測量最小分辨率和所述圖像分析區域的垂直量程確定所述光斑圖像在垂直方向上的像素點范圍；

測量最小分辨率可表示為：

L_min＝L_max/N

L_max為圖像分析區域的垂直量程，N為光斑圖像在垂直方向上的像素點數，L_min為測量最小分辨率。