桥梁挠度的测量方法、装置及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及桥梁测量领域，尤其涉及桥梁挠度的测量方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

桥梁是交通运输网络的重要组成部分在国民经济生活中具有重要的地位，因此，确保桥梁结构的安全可靠性极其重要。挠度是评价桥梁安全性的关键性能参数，桥梁挠度监测对于了解现役桥梁的健康状况和工作状态具有重要意义，为桥梁的承载力和运营状况提供重要依据。

在检测桥梁挠度时，需要在各个检测点设置钢丝或者搭设架子，这样，在桥下有水时无法进行测量；在桥梁为对跨线桥时，由于受铁路或公路行车限界的影响，该方法也无法使用；跨越峡谷等的高桥也无法采用直接进行测量；无论是布设还是撤消测量仪器，都会比较繁杂，耗时较长，因此桥梁挠度的检测非常复杂，并且对测量环境的要求较高。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种桥梁挠度的测量方法、装置及计算机可读存储介质，旨在通过摄像组件采集的包括挠度特征点的图像变化以及移动距离进行自标定，以确定挠度检测点对应的挠度，实现了挠度测量的步骤简化，降低挠度测量的难度，并且可用于多种不同的测量环境。

为实现上述目的，本发明提供一种桥梁挠度的测量方法，所述桥梁挠度的测量方法包括以下步骤：

确定挠度检测点；

控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第一图像；

控制所述摄像组件朝预设方向移动第一距离，并控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第二图像；

根据所述第一距离、所述第一图像以及所述第二图像确定所述挠度检测点对应的桥梁挠度。

可选地，所述根据所述第一距离、所述第一图像以及所述第二图像确定所述挠度检测点对应的桥梁挠度的步骤包括：

获取所述第一图像和所述第二图像中所述挠度检测点在所述预设方向偏移的第二距离；

根据所述第一距离以及所述第二距离确定所述桥梁挠度。

可选地，所述获取所述第一图像和所述第二图像中所述挠度检测点在所述预设方向偏移的第二距离的步骤包括：

获取所述第一图像中所述挠度检测点的第一坐标，并获取所述第二图像中所述挠度检测点的第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标获取所述挠度检测点在所述预设方向偏移的第二距离。

可选地，所述根据所述第一距离以及所述第二距离确定所述桥梁挠度的步骤包括：

获取所述第一距离与所述第二距离的比值；

根据所述比值确定所述桥梁挠度。

可选地，所述根据所述比值确定所述桥梁挠度的步骤包括：

获取所述挠度检测点竖直偏移的第三距离，所述第三距离为预设时长内检测到的图像中挠度检测点在竖直方向偏移的距离；

根据所述比值和所述第三距离获取所述桥梁挠度。

可选地，所述确定挠度检测点的步骤包括：

确定所述桥梁的中心位置；

根据所述桥梁的中心位置确定所述挠度检测点。

可选地，所述预设方向为竖直方向。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种桥梁挠度的测量装置，所述桥梁挠度的测量装置包括：摄像组件、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的桥梁挠度的测量程序，所述摄像组件与所述处理器连接，所述桥梁挠度的测量程序被所述处理器执行时实现如上所述中任一项所述的桥梁挠度的测量方法的步骤。

可选地，所述桥梁挠度的测量装置还包括升降组件和基座，所述升降组件一端与所述摄像组件固定相连，所述升降组件另一端与所述基座固定相连，所述升降组件与所述处理器连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有桥梁挠度的测量程序，所述桥梁挠度的测量程序被处理器执行时实现如上所述中任一项所述的桥梁挠度的测量方法的步骤。

本发明实施例提出的桥梁挠度的测量方法、装置及计算机可读存储介质，确定挠度检测点；控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第一图像；控制所述摄像组件朝预设方向移动第一距离，并控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第二图像；根据所述第一距离、所述第一图像以及所述第二图像确定所述挠度检测点对应的桥梁挠度，通过摄像组件采集的包括挠度特征点的图像变化以及移动距离进行自标定，以确定挠度检测点对应的挠度，实现了挠度测量的步骤简化，降低挠度测量的难度，并且可用于多种不同的测量环境。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明桥梁挠度的测量方法的一实施例的流程示意图；

图3为图2中步骤s40的细化流程示意图；

图4为图2中步骤s10的细化流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：

确定挠度检测点；

控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第一图像；

控制所述摄像组件朝预设方向移动第一距离，并控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第二图像；

根据所述第一距离、所述第一图像以及所述第二图像确定所述挠度检测点对应的桥梁挠度。

由于现有技术中，在检测桥梁挠度时，需要在各个检测点设置钢丝或者搭设架子，这样，在桥下有水时无法进行测量；在桥梁为对跨线桥时，由于受铁路或公路行车限界的影响，该方法也无法使用；跨越峡谷等的高桥也无法采用直接进行测量；无论是布设还是撤消测量仪器，都会比较繁杂，耗时较长，因此桥梁挠度的检测非常复杂，并且对测量环境的要求较高。

本发明提供一种解决方案，通过摄像组件采集的包括挠度特征点的图像变化以及移动距离进行自标定，以确定挠度检测点对应的挠度，实现了挠度测量的步骤简化，降低挠度测量的难度，并且可用于多种不同的测量环境。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端为高精度的摄像装置。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及桥梁挠度的测量程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的桥梁挠度的测量程序，并执行以下操作：

确定挠度检测点；

控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第一图像；

控制所述摄像组件朝预设方向移动第一距离，并控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第二图像；

根据所述第一距离、所述第一图像以及所述第二图像确定所述挠度检测点对应的桥梁挠度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的桥梁挠度的测量程序，还执行以下操作：

获取所述第一图像和所述第二图像中所述挠度检测点在所述预设方向偏移的第二距离；

根据所述第一距离以及所述第二距离确定所述桥梁挠度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的桥梁挠度的测量程序，还执行以下操作：

获取所述第一图像中所述挠度检测点的第一坐标，并获取所述第二图像中所述挠度检测点的第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标获取所述挠度检测点在所述预设方向偏移的第二距离。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的桥梁挠度的测量程序，还执行以下操作：

获取所述第一距离与所述第二距离的比值；

根据所述比值确定所述桥梁挠度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的桥梁挠度的测量程序，还执行以下操作：

获取所述挠度检测点竖直偏移的第三距离，所述第三距离为预设时长内检测到的图像中挠度检测点在竖直方向偏移的距离；

根据所述比值和所述第三距离获取所述桥梁挠度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的桥梁挠度的测量程序，还执行以下操作：

确定所述桥梁的中心位置；

根据所述桥梁的中心位置确定所述挠度检测点。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的桥梁挠度的测量程序，还执行以下操作：

控制所述摄像组件朝竖直方向移动第一距离。

参照图2，在一实施例中，所述桥梁挠度的测量方法包括以下步骤：

步骤s10，确定挠度检测点；

在本实施例中，挠度是评价桥梁安全性的关键性能参数，桥梁挠度的监测对于了解现役桥梁的健康状况和工作状态具有重要意义，为桥梁的承载力和运营状况提供重要依据。可通过桥梁挠度的测量装置中的摄像组件的自标定来检测和监控桥梁挠度、地面沉降、山体滑坡和楼宇下沉等多种位移现象。并且本实施例公开的技术方案，不仅可用于竖直方向上桥梁挠度的测量，还可用于测量其他任意方向上的形变测量。在对摄像组件进行自标定时，首先需要确定挠度检测点，挠度检测点需要具有明显的识别特征，通过挠度检测点就可测量出实际距离与图像距离的比值。并且挠度特征点和桥梁挠度的测量装置中任一个须处于待检测挠度的桥梁上，这样，在经过较长时间后桥梁的挠度发生变化，就可获取挠度特征点或桥梁挠度的测量装置的竖直位移，并结合实际距离与图像距离的比值计算出桥梁挠度的变化。由于桥梁中间部分的形变一般是最大的，因此在测量桥梁的最大挠度时，可确定所述桥梁的中心位置，进而确定在所述桥梁表面且与所述中心位置距离最近的特征点，将该特征点作为挠度检测点，将该挠度检测点检测到的桥梁挠度作为该桥梁的最大挠度。作为挠度检测点的另一种确定方式，可在控制摄像组件获取到图像后，提示测量人员在图像中标记出挠度检测点的具体位置。或是通过挠度检测点的多张图像获取挠度检测点的特征，并在控制摄像组件获取到图像后，根据挠度检测点的特征识别出图像中的挠度检测点的具体位置。

步骤s20，控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第一图像；

步骤s30，控制所述摄像组件朝预设方向移动第一距离，并控制所述摄像组件采集包括所述挠度检测点的第二图像；

在本实施例中，在确定挠度检测点后，可控制摄像组件采集图像。摄像组件可包括测量相机、镜头、图像采集卡等。由于桥梁挠度的测量是需要非常精准的，因此摄像组件一般采用较高精度的摄像机。为了采集到的图像更加稳定，可通过桥梁挠度的测量装置中的基座将摄像组件固定在地面或其他静止物上，以防止摄像组件在采集图像时的抖动现象。在采集第一图像时，还可根据实际的测量环境调整测量相机的角度、焦距、图像亮度和对比度等参数，以使图像中的挠度检测点尽可能清晰，便于分辨。并且挠度检测点可位于图像的中间区域，以便于测量人员进行观察。在控制摄像组件采集包括所述挠度检测点的第一图像后，控制摄像组件朝预设方向移动第一距离。移动摄像组件的步骤可通过桥梁挠度的测量装置中的升降组件来实现，其中，升降组件可设置于基座与摄像组件之间，并且升降组件一端与摄像组件固定相连，升降组件另一端与基座相连，这样，即可通过控制升降组件的升降来实现控制摄像组件朝预设方向移动第一距离的目的。为了测量出的挠度更加准确，预设方向可以是竖直方向，以使升降组件可在竖直方向上进行升降。所述升降组件还可包括刻度尺，以方便测量人员读取第一距离。作为移动摄像组件的另一种方式，可将升降组件替换为已知精度的电机，以实现摄像组件的精确移动。在控制摄像组件朝预设方向移动第一距离后，即可控制摄像组件采集包括有所述挠度检测点的第二图像。

步骤s40，根据所述第一距离、所述第一图像以及所述第二图像确定所述挠度检测点对应的桥梁挠度。

在本实施例中，由于在摄像组件朝预设方向移动第一距离的前后分别采集到的第一图像、第二图像均包括挠度检测点，因此可计算出挠度检测点在图像中偏移的距离，即第二距离。进而根据第一距离和第二距离的比值确定所述挠度检测点对应的桥梁挠度。此外，摄像组件还可包括定位模块、数据传输模块，以便于对桥梁挠度的测量装置进行定位，以及将获取到的图像数据通过有线或无线的方式传输至计算机等智能设备终端，以便于进行桥梁挠度的计算和分析，并将分析结果发送至测量人员的一端。

在本实施例公开的技术方案中，通过摄像组件采集的包括挠度特征点的图像变化以及移动距离进行自标定，以确定挠度检测点对应的挠度，实现了挠度测量的步骤简化，降低挠度测量的难度，并且可用于多种不同的测量环境。

在另一实施例中，如图3所示，在上述图2所示的实施例基础上，步骤s40包括：

步骤s41，获取所述第一图像和所述第二图像中所述挠度检测点在所述预设方向偏移的第二距离；

在本实施例中，在获取到第一距离、第一图像以及第二图像后，根据第一图像和图像即可测量出挠度检测点在所述预设方向偏移的第二距离。首先分别以第一图像和第二图像建立坐标系，并且第一图像和第二图像中坐标系的原点均可以是图像边缘部分中的对应点，即在第一图像和第二图像尺寸大小相同的情况下，第一图像中的对应点到第一图像中任一顶点的距离，与第二图像中的对应点到第二图像中对应顶点的距离相等。在第一图像和第二图像分别建立坐标系后，获取在第一图像中挠度检测点的第一坐标，以及获取在第二图像中挠度检测点的第二坐标。根据第一坐标与第二坐标可计算出挠度检测点偏移的第二距离。

步骤s42，根据所述第一距离以及所述第二距离确定所述桥梁挠度。

在本实施例中，在获取到第二距离后，第一距离与第二距离的比值为实际距离与图像距离的比例。在测量出第一距离与第二距离的比值后，仍可使桥梁挠度的测量装置固定在原处，在经过长时间对挠度检测点的观测后，由于桥梁在重力的作用下会发生缓慢的形变，桥梁开始下弯，中间部分的下弯现象更加明显。此时，挠度检测点在摄像组件采集到的图像中会竖直向下偏移，因此通过控制摄像组件采集桥梁的缓慢形变前后的图像，即可得到预设时长内检测到的图像中挠度检测点在竖直方向偏移的第三距离。由于第三距离是图像中的距离，因此通过第一距离与第二距离的比值以及第三距离，即可计算出与第三距离对应的实际距离，并将该与第三距离对应的实际距离作为挠度检测点对应的桥梁挠度。

此外，还可多次测量桥梁挠度，从而获取不同时间点桥梁挠度的变化，根据桥梁挠度的变化趋势判断桥梁的质量是否合格，以及推算桥梁的使用寿命等。

在本实施例公开的技术方案中，获取所述第一图像和所述第二图像中所述挠度检测点偏移的第二距离，根据所述第一距离以及所述第二距离确定所述桥梁挠度，通过包含有桥梁特征点的图像的变化确定桥梁挠度，使得桥梁挠度的测量更加简便，降低了挠度测量工程实施的难度。

在再一实施例中，如图4所示，在图2至图3任一实施例所示的基础上，步骤s10包括：

步骤s11，确定所述桥梁的中心位置；

在本实施例中，挠度检测点一般为桥梁上易于分辨的特征点。在确定挠度检测点时，为了检测桥梁上不同点的桥梁挠度，可选取不同位置的特征点作为挠度检测点。在测量桥梁的最大挠度时，一般选取桥梁较中间部分的特征点作为挠度特征点，即所述桥梁的中心位置。桥梁一般为拱形设计，因此桥梁的中心位置一般处于拱形的顶部位置。

步骤s12，根据所述桥梁的中心位置确定所述挠度检测点。

在本实施例中，在确定所述桥梁的中心位置后，再确定在桥梁表面且与中心位置距离最近的特征点，并将该特征点作为所述挠度检测点，根据该挠度检测点获取到的桥梁挠度可认为是该桥梁的最大挠度。作为挠度检测点的另一种确定方式，可在控制摄像组件获取到图像后，提示测量人员在图像中标记出挠度检测点的具体位置。在获取到桥梁的最大挠度后，可根据最大挠度确定该桥梁的整体质量、使用寿命，以便于对桥梁进行维护、桥梁安全评估以及新桥梁的验收等。

在本实施例公开的技术方案中，确定所述桥梁的中心位置，根据所述桥梁的中心位置确定所述挠度检测点，以便于根据所述挠度检测点测量出桥梁挠度，并实现了测量该桥梁最大挠度的目的。

此外，本发明实施例还提出一种桥梁挠度的测量装置，所述桥梁挠度的测量装置包括：摄像组件、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的桥梁挠度的测量程序，所述摄像组件与所述处理器连接，所述桥梁挠度的测量程序被所述处理器执行时实现如上实施例所述的桥梁挠度的测量方法的步骤。

其中，所述桥梁挠度的测量装置还可包括升降组件和基座，所述升降组件一端与所述摄像组件固定相连，所述升降组件另一端与所述基座固定相连，所述升降组件与所述处理器连接。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有桥梁挠度的测量程序，所述桥梁挠度的测量程序被处理器执行时实现如上实施例所述的桥梁挠度的测量方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。