一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法与流程

文档序号:20584594发布日期:2020-04-29 01:43阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)图像采集:加载前,将相机架设于桥面某测点位置,调整相机镜头聚焦至稳定参考点,并保证测点与稳定基点同时出现在相机视场,使得相机可以同时追踪到测点与基点的图像变形,并采集初始参考图;正式加载后,相机继续采集图像,作为变形图;

(2)测点放大系数标定:根据各测点到相机的距离,并结合相机以及镜头的已知参数,计算放大系数s;

其中,(x,y)为图像坐标(xc,yc)为图像中心坐标,f为焦距,l为物距,lps为相机靶面的像元尺寸;

(3)对图像进行预处理后再进行匹配,得到含有参考图像以及包含变形图像和相机姿态变化信息的图像序列;

(4)根据含有参考点、目标点的信息进行初步图像变形提取,得到固定参考点和目标点的包含有受扰动成分的竖向位移;

(5)通过校正模型,不动参考点的变形信息用于推算相机姿态的变化,得到三种相机姿态变化参数;

(6)根据上述相机变化参数,进一步校正直接测量得到的动测点的变形结果。

2.根据权利要求1所述的一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法,其特征在于,所述步骤(3)对图像进行预处理步骤包括细节提升和去模糊,具体表现为多尺度图像的细节提升方法和维纳滤波去模糊方法。

3.根据权利要求1所述的一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法,其特征在于,所述步骤()的校正模型针对桥梁挠度也就是竖向位移测量,考虑对竖向位移有影响的相机姿态变化,包括三点:相机竖向位移、俯仰角、旋转角。

4.根据权利要求1所述的一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法,其特征在于,所述步骤(3)中的图像匹配采用数字图像相关方法,通过对变形前后图像上的相应子区进行相关搜索运算,获得各子区中心在x、y方向上的位移u、v。

这里,f(x,y)是参考图像子区中心坐标为(x,y)点的灰度,g(x’,y’)是目标图像子区中对应点(x’,y’)的灰度,是f(x,y)的平均值。

5.根据权利要求1所述的一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法,其特征在于,相机的测量方程:

6.根据权利要求1所述的一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法,其特征在于,所述步骤(5)的参数校正过程表现为:

对于固定参考点有:

通过方程(7)求得相机姿态参数,带入到方程(6)中,便可以得到目标点的挠度值δym。


技术总结
本发明公开了一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法。本专利针对图片成像问题分别提出了对图像进行维纳滤波去模糊以及基于多尺度图像的细节提升,在采用数字图像相关方法计算图像竖向位移时调大模板尺寸,以控制匹配精度。该方法具有一定的工程普适性,比常规相机架设在岸边的方法更加节省视场;而且相机架设在桥面,突破已有光测方法观测桥梁外侧构筑物的局限性,更容易定位目标测点,而且相机架设在桥面上,诸多结构的已知尺寸参数可以直接利用,使得尺度标定更为便捷准确。

技术研发人员:张建;于姗姗;朱建平
受保护的技术使用者:东南大学
技术研发日:2020.01.11
技术公布日:2020.04.28
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