一種準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移光學(xué)測量方法
【專利摘要】一種準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移光學(xué)測量方法，實施流程如下：A.搭建測量裝置與初步調(diào)試準(zhǔn)備；B.圖像像素與實際距離的標(biāo)定；C.準(zhǔn)分布測點圖像模板制定與匹配優(yōu)化；D.準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移自動測量和存儲。
【專利說明】一種準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移光學(xué)測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)、圖像處理技術(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)識別技術(shù)，具體涉及到使用相機進行結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)分布式動態(tài)位移測量。

【背景技術(shù)】
[0002]橋梁變形測量是對被測橋梁結(jié)構(gòu)的位移進行跟蹤識別，以確定其空間位置隨時間的變化特征。橋梁變形測量利用工程測量原理、方法以及精密量測技術(shù)，測量橋梁變位控制點的坐標(biāo)，通過對各次測量所得的橋梁變位控制點坐標(biāo)進行比較和結(jié)構(gòu)計算分析，繪制相應(yīng)的位移變形影響線(面)，結(jié)合荷載、抗力等基本結(jié)構(gòu)指標(biāo)，可以宏觀判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全性能，從而提出相應(yīng)的處理措施或荷載控制建議，進而達到結(jié)構(gòu)安全預(yù)警的目的。
[0003]對于大型橋梁，雖然結(jié)構(gòu)的位移已成為其安全監(jiān)測的一個重要指標(biāo)，但有效的位移測量方法以及穩(wěn)定的動態(tài)位移測量手段對于科研工作者與工程技術(shù)人員仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。目前的位移測量方法主要有接觸式傳感器位移測量系統(tǒng)和非接觸式傳感器位移測量系統(tǒng)兩大類。以下針對其分類進行相關(guān)評述。
[0004]1、基于加速度傳感器的接觸式位移測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)位移測量思路是將加速度傳感器安裝到橋梁結(jié)構(gòu)的被測位置處，采集被測點處的加速度，通過對加速度信號進行二次積分得到相應(yīng)的位移。但是在這種對時域進行多重積分的數(shù)字信號處理過程中，存在失真的可能從而導(dǎo)致潛在的誤差。
[0005]2、基于線性可變差分變壓器的接觸式位移測量系統(tǒng)。線性可變差分變壓器對結(jié)構(gòu)的位移測量是在被測結(jié)構(gòu)上選取某一點，利用連通管的原理進行液位測量進而換算出相應(yīng)的位移變化。盡管能滿足結(jié)構(gòu)位移測量的分辨率，但這種傳感器要求一個靜態(tài)平臺作為測量參考點，而且這個平臺必須和被測結(jié)構(gòu)相對較近，如果遇到跨海或跨河大橋要建立這種平臺將十分困難和成本昂貴。并且由于液體壓強與液體的液柱高度較大關(guān)系。而在結(jié)構(gòu)位移發(fā)生變化的過程中，由于液體內(nèi)部粘滯阻力及液體與管壁的摩阻等原因，液柱的變化相對遲緩，從而出現(xiàn)位移滯后現(xiàn)象，從而不能完成可靠的動態(tài)測量。
[0006]3、基于傾角測試的接觸式位移測量系統(tǒng)。將傾角測試裝置安裝在被測點處，測量出所在位置的傾角變化。根據(jù)位移與傾角的關(guān)系計算出被測點處的位移。這種測試系統(tǒng)的弊端跟基于加速度的位移測量類似，在從傾角到位移的換算過程中需要積分，由此將造成累積誤差。并且在從傾角到位移的換算過程中會有一些力學(xué)假定的加入，這些假定必然會帶來額外的誤差，影響測量精度。
[0007]4、激光多普勒振動計非接觸式位移測量系統(tǒng)。激光多普勒振動計作為一種非接觸式無損測量工具為橋梁的振動和變形測量提供精確的位移測量結(jié)果，但其測量成本非常高，較難大規(guī)模推廣應(yīng)用。并且是基于單目標(biāo)的位移動態(tài)測量方法，若要進行多個目標(biāo)點的位移測量，則需多臺激光儀，成本必然隨著位移目標(biāo)測點的數(shù)量的增多不斷增加。
[0008]5、GPS非接觸式位移測量系統(tǒng)。GPS對于復(fù)雜大型結(jié)構(gòu)的位移測量擁有眾多優(yōu)點，如毫米級的定位精度、較高的測量頻率、實時性和遠(yuǎn)程測量。但其固有的弱點也決定了它應(yīng)用的局限性，如GPS易受電磁噪聲干擾，對于惡劣的天氣等也沒有很強的抵抗力，較高的精度和采樣率則要求非常昂貴的費用。由于受到成本效益的限制，GPS橋梁位移測量系統(tǒng)的測點一般也不會太多，而要用這些有限的測點數(shù)據(jù)來做結(jié)構(gòu)的整體或者局部力學(xué)分析則相當(dāng)困難。
[0009]6、利用相機進行拍攝的非接觸式位移測量系統(tǒng)。這種位移測量方法是利用光學(xué)成像原理，對相機拍攝到的目標(biāo)點進行數(shù)字圖像處理，制定模板，并以此為基準(zhǔn)對目標(biāo)點進行跟蹤模板匹配，通過標(biāo)定得到實際位移與模板移動像素的關(guān)系，從而進行被測點位移的測量。
[0010]對利用相機進行拍攝的位移測量系統(tǒng)目前尚處研究當(dāng)中。這些研究機構(gòu)主要集中在:澳大利亞Curtin大學(xué)、東京城市大學(xué)、韓國世宗大學(xué)、美國南加利福尼亞大學(xué)、香港科技大學(xué)、香港理工大學(xué)、天津大學(xué)、清華大學(xué)、蘇州大學(xué)和浙江大學(xué)等。目前國內(nèi)外對于此方法的研究多集中在單個相機對單個測點進行位移測量。也就是說，使用一套系統(tǒng)僅能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)的一個目標(biāo)位移測點進行跟蹤測量。并且需要在被測構(gòu)件位置處安裝能提供光源設(shè)施，將人工安裝的光源作為測量的標(biāo)識物。由于模板的建立對光源的依賴性較強，模板匹配則完全依賴于有光源的模板。當(dāng)遇到大霧、下雨或者其他的惡劣天氣時，該系統(tǒng)的測量精度將難以保證。由于需要在被測處人為安裝光源，測量過程將出現(xiàn)眾多弊端。比如人們不方便觸及到的地方就很難去人為安裝光源，測量過程會變得相當(dāng)麻煩。而且如果要進行多個目標(biāo)點的位移測量，則需要同時布置多臺測量系統(tǒng)(相機、采集控制系統(tǒng)、計算機和光源等)。另一方面，目前的研究多集中在近距離的位移測量，對遠(yuǎn)距離(1km以外)的位移測量的研究則相對較少。
[0011]以上幾種方法因為各自的缺陷不能有效可靠地用于結(jié)構(gòu)準(zhǔn)分布式位移測量，并且對于動態(tài)位移測量也不穩(wěn)定，對于像激光位移測量、GPS位移測量以及利用相機拍攝進行位移測量等方法在進行準(zhǔn)分布式位移測量的時候需要布置多個位移測量裝置，成本較高。而且目前通常所說的非接觸式測量，比如前述三種都需要事先在被測目標(biāo)處安裝標(biāo)識物或者特定的信號發(fā)射源，在一些特定的場合將難以實現(xiàn)，增加了測量困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要克服目前的結(jié)構(gòu)動態(tài)位移測量方法的不足，提出一種準(zhǔn)分布式的結(jié)構(gòu)位移光學(xué)測量方法，這種光學(xué)測量方法是利用光學(xué)攝像系統(tǒng)及數(shù)字圖像處理技術(shù)對結(jié)構(gòu)位移進行準(zhǔn)分布式測量。測量裝置包括工業(yè)相機、多倍變焦鏡頭、計算機等。本發(fā)明要解決以下幾個方面的問題:
[0013]一是利用一臺相機就能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)分布式位移測量，所謂準(zhǔn)分布式測量就是使用一臺相機可以同時測量被測結(jié)構(gòu)上的多個測點的位移，實現(xiàn)位移測點的準(zhǔn)分布式布置；
[0014]二是實現(xiàn)無人工光源化，即不需要在被測結(jié)構(gòu)處人工安裝光源或者其他信號發(fā)射裝置，而是利用結(jié)構(gòu)表面自身的光學(xué)特征，比如特殊的紋理、圖案背景等作為標(biāo)識物，進行識別和測量，實現(xiàn)真正意義上的非接觸式位移測量；
[0015]三是解決由于天氣原因造成的測量失準(zhǔn)問題，比如大霧、下雨或者其他光線變化等原因會引發(fā)相機不能有效可靠地對被測目標(biāo)測點識別，進而造成測量結(jié)果失準(zhǔn)；
[0016]本發(fā)明所述的一種準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移光學(xué)測量方法，具體實施流程如下:
[0017]A.搭建測量裝置與初步調(diào)試準(zhǔn)備。
[0018]A1.選擇適當(dāng)?shù)奈恢?，安裝并連接工業(yè)數(shù)碼相機、鏡頭及計算機等設(shè)備，檢查好線路，啟動系統(tǒng)；
[0019]A2.反復(fù)調(diào)整相機鏡頭的朝向、仰角，調(diào)整焦距、快門速度、光圈大小等參數(shù)，使得被測結(jié)構(gòu)準(zhǔn)分布測點出現(xiàn)在鏡頭的合適位置；
[0020]A3.調(diào)整相機參數(shù)(曝光度、增益值)，并尋找準(zhǔn)分布式測點的標(biāo)識物，這里的準(zhǔn)分布測點標(biāo)識物為結(jié)構(gòu)自身表面的特殊識別物，比如特殊的紋理、圖案背景等。建立相機、測點、標(biāo)識物之間的關(guān)系，直到獲得準(zhǔn)分布測點標(biāo)識物在系統(tǒng)可識別范圍內(nèi)的清晰圖像。
[0021]B.圖像像素與實際距離的標(biāo)定。
[0022]B1.對拍攝到的準(zhǔn)分布測區(qū)標(biāo)識物圖像進行數(shù)字化處理；
[0023]B2.通過幾何計算確定準(zhǔn)分布式測點間的實際距離；
[0024]B3.確定系統(tǒng)采集到的圖像中準(zhǔn)分布測點的像素點數(shù)；
[0025]B4.通過比較準(zhǔn)分布測點間的實際距離與圖像中準(zhǔn)分布測點間像素數(shù)的關(guān)系進行標(biāo)定。
[0026]C.準(zhǔn)分布測點圖像模板制定與匹配優(yōu)化。
[0027]C1.圖像中準(zhǔn)分布測點區(qū)域劃分；
[0028]C2.對劃分區(qū)域進行模板制定，并通過圖像處理算法對模板進行匹配；
[0029]C3.進行模板匹配學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并用優(yōu)化算法對準(zhǔn)分布測區(qū)進行自適應(yīng)優(yōu)化，直至模板匹配滿足測量要求；
[0030]C4.得到準(zhǔn)分布式測點在圖像中的模板坐標(biāo)。
[0031]D.準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移自動測量和存儲。
[0032]D1.制定位移測量的采集和存儲策略，連續(xù)采集需要確定采樣頻率，間隔采集則需要確定間隔采樣時間，并確定采集時長，使得準(zhǔn)分布式位移測量在采集和存儲方面有序進行，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確歸檔；
[0033]D2.按照采集策略進行圖像采集，并進行存儲，存取下來的包括視頻信息及視頻中圖像的灰度信息；
[0034]D3.準(zhǔn)分布式測區(qū)搜索與模板匹配；
[0035]D4.計算圖像中匹配到的準(zhǔn)分布測點的位置與模板初始位置的坐標(biāo)差值，利用B4中的標(biāo)定結(jié)果確定準(zhǔn)分布測點位移值，包括水平和豎直兩個方向的位移，并將位移序列進行存儲；
[0036]D5.檢查是否完成測量策略中制定的任務(wù)，完成則采集結(jié)束，未完成則繼續(xù)重復(fù)D2至D5，直至完成測量策略中制定的任務(wù)，系統(tǒng)測量結(jié)束。
[0037]上述步驟中所提到的工業(yè)相機將采集到的視頻信息利用千兆以太網(wǎng)進行傳輸，保存在計算機硬盤當(dāng)中。
[0038]在像素標(biāo)定中，運用其他測量手段確定出準(zhǔn)分布測區(qū)的幾個標(biāo)識物與其在拍攝到圖像當(dāng)中對應(yīng)像素區(qū)域的關(guān)系，即確定出圖像中的一個像素代表實際的距離，標(biāo)定過程中的實際距離的確定考慮了相機鏡頭的朝向與仰角問題。
[0039]在模板匹配過程中需要對拍攝到的圖像進行多次匹配學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，通過優(yōu)化算法使得準(zhǔn)分布測區(qū)的標(biāo)識物圖像與模板達到自適應(yīng)的要求。
[0040]模板匹配是指從初始拍攝圖像中找出要跟蹤的圖像區(qū)塊，以此時的圖像區(qū)塊信息作為基本信息，也就是模板基本信息，在后期跟蹤過程中，與拍攝到的圖像進行相關(guān)匹配計算。相關(guān)匹配計算的主旨是為了找出后期跟蹤拍攝到的圖像中，哪一塊區(qū)域與模板最為相似，用數(shù)學(xué)的語言來講就是哪一塊區(qū)域的基本信息與模板基本信息相關(guān)性大于閾值。在自適應(yīng)優(yōu)化算法中加入閾值自動調(diào)整算法，即根據(jù)天氣等光線的變化調(diào)整閾值，使得模板匹配具有自適應(yīng)性。
[0041]本發(fā)明中除了前述提到的工業(yè)相機、鏡頭和計算機等，還提供了一套存儲在計算機當(dāng)中的準(zhǔn)分布式位移測量模板匹配模塊。
[0042]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本技術(shù)有幾下幾個優(yōu)點:
[0043]1、實現(xiàn)僅利用一臺相機就能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)分布式位移測量，所謂準(zhǔn)分布式測量就是使用一臺相機可以同時測量被測結(jié)構(gòu)上的多個測點位移，實現(xiàn)位移測點的準(zhǔn)分布式布置；
[0044]2、不需要在被測結(jié)構(gòu)處人工安裝光源或者其他信號發(fā)射裝置，而是利用結(jié)構(gòu)表面自身的標(biāo)識物進行識別和測量，實現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)距離非接觸式位移測量；
[0045]3、解決了由于天氣原因造成的位移測量失準(zhǔn)問題，比如大霧、下雨或者其他光線變化等原因會引發(fā)相機不能有效可靠地對被測目標(biāo)測點識別，進而造成測量失準(zhǔn)；
[0046]4、由于采用高速千兆以太網(wǎng)將相機采集到的圖像信息傳輸?shù)接嬎銠C，后期在處理數(shù)據(jù)的過程中可以將圖像視頻結(jié)合位移時程圖像一起處理，實現(xiàn)事件全信息回放；
[0047]5、系統(tǒng)的采樣頻率比GPS、壓力變送器等高出許多，完全能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)分布式動態(tài)位移測量以及進一步的結(jié)構(gòu)動力分析；
[0048]6、相較于其他測量方法，測量同樣的測點精度高、成本低、操作簡單、攜帶方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1本發(fā)明的裝置示意圖。
[0050]圖2本發(fā)明的測量流程圖。
[0051]圖例說明:圖1中的代號分別表示:
[0052]I——計算機，
[0053]2——工業(yè)相機，
[0054]3——變焦鏡頭，
[0055]4——三腳支撐架，
[0056]5——被測結(jié)構(gòu)自身標(biāo)識物，
[0057]6——鏡頭拍攝區(qū)域，
[0058]7—系統(tǒng)拍攝到的圖像視野區(qū)，
[0059]8——圖像視野區(qū)中的被測結(jié)構(gòu)自身標(biāo)識物

【具體實施方式】
[0060]以下結(jié)合圖1中所示的案例和圖2中所示的工作流程進一步闡述本發(fā)明。
[0061]參見圖1和圖2，本發(fā)明中所舉案例為利用一臺準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移光學(xué)測量系統(tǒng)測量一個大型斜拉橋上多個測點的位移，對其實現(xiàn)準(zhǔn)分布式測量，具體的實施步驟如下:
[0062]A.搭建測量裝置與初步調(diào)試準(zhǔn)備。
[0063]A1.選擇適當(dāng)?shù)奈恢?，架設(shè)三角支撐架4，安裝并連接工業(yè)相機2、鏡頭3及計算機1等設(shè)備，檢查好線路，啟動系統(tǒng)；
[0064]A2.反復(fù)調(diào)整相機2和鏡頭3的朝向、仰角，調(diào)整焦距、快門速度、光圈大小等，使得被測結(jié)構(gòu)所有準(zhǔn)分布測點出現(xiàn)在鏡頭的合適位置，之后進行A3步；
[0065]A3.調(diào)整相機參數(shù)(曝光度、增益值)等，并尋找準(zhǔn)分布式測點的標(biāo)識物5，這里的準(zhǔn)分布測點標(biāo)識物為結(jié)構(gòu)自身表面的特殊識別物，比如特殊的紋理、圖案背景等，建立相機
2、測點、標(biāo)識物5之間的關(guān)系。直到得到準(zhǔn)分布測點標(biāo)識物5在系統(tǒng)可視范圍6內(nèi)的清晰圖像，調(diào)整完畢之后，進行B步所述內(nèi)容。這里的標(biāo)識物5為前述利用結(jié)構(gòu)表面自身的光學(xué)特征，比如特殊的紋理、圖案背景等作為標(biāo)識物5。
[0066]B.圖像像素與實際距離的標(biāo)定。
[0067]B1.對拍攝到的準(zhǔn)分布測區(qū)標(biāo)識物5的圖像8進行數(shù)字化處理；
[0068]B2.通過幾何計算確定準(zhǔn)分布式測點間的實際距離；
[0069]B3.確定系統(tǒng)采集到的圖像中準(zhǔn)分布測點的像素點數(shù)；
[0070]B4.通過比較準(zhǔn)分布測點間的實際距離與圖像中準(zhǔn)分布測點間像素數(shù)的關(guān)系，并進行標(biāo)定。
[0071]C.準(zhǔn)分布測點圖像模板制定與匹配優(yōu)化。
[0072]C1.圖像中準(zhǔn)分布測點區(qū)域8劃分；
[0073]C2.對劃分區(qū)域8進行模板制定，并通過圖像處理算法對模板進行匹配；
[0074]C3.進行模板匹配學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并用優(yōu)化算法對準(zhǔn)分布測區(qū)進行自適應(yīng)優(yōu)化，直至模板匹配滿足測量要求；
[0075]C4.得到準(zhǔn)分布式測點8在圖像中的模板坐標(biāo)。
[0076]D.準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移自動測量和存儲。
[0077]D1.制定位移測量的采集和存儲策略，連續(xù)采集需要確定采樣頻率，間隔采集則需要確定間隔采樣時間，并確定采集時長，使得準(zhǔn)分布式位移測量在采集和存儲方面有序進行，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確歸檔；
[0078]D2.按照采集策略進行圖像采集，并存儲，存取下來的包括視頻信息及視頻中圖像的灰度信息；
[0079]D3.準(zhǔn)分布式測區(qū)搜索與模板匹配；
[0080]D4.計算圖像中匹配到的準(zhǔn)分布測點8的位置與模板初始位置的坐標(biāo)差值，利用B4中的標(biāo)定結(jié)果確定準(zhǔn)分布測點位移值，包括水平和豎直兩個方向的位移(X，y)，并將位移序列(Xi, Yi)進行存儲；
[0081]D5.檢查是否完成測量策略中制定的任務(wù)，完成則采集結(jié)束，未完成則繼續(xù)重復(fù)D2至D5，直至完成測量策略中制定的任務(wù)，系統(tǒng)測量結(jié)束。
[0082]上述步驟中所提到的工業(yè)相機2將采集到的視頻信息利用千兆以太網(wǎng)進行傳輸，保存在計算機1硬盤當(dāng)中。
[0083]在像素標(biāo)定中，運用其他測量手段確定出準(zhǔn)分布測區(qū)的幾個標(biāo)識物5與其在拍攝到圖像8當(dāng)中對應(yīng)像素區(qū)域的關(guān)系，即確定出圖像中的一個像素代表實際的距離，標(biāo)定過程中的實際距離的確定考慮了相機鏡頭的朝向與仰角問題。
[0084]在模板匹配過程中需要對拍攝到的圖像進行多次匹配學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，通過優(yōu)化算法使得準(zhǔn)分布測區(qū)的標(biāo)識物圖像與模板達到自適應(yīng)的要求。
[0085]在實際結(jié)構(gòu)位移確定過程中，需要進行兩個步驟。流程D4中已經(jīng)提出。視頻拍攝到的首先是圖像中準(zhǔn)分布測點標(biāo)識物的像素移動量，而經(jīng)過帶入標(biāo)定結(jié)果，也就是用像素移動量乘以之前標(biāo)定的每個像素移動代表實際的位移量。
[0086]模板匹配是指從初始拍攝圖像中找出要跟蹤的圖像區(qū)塊，以此時的圖像區(qū)塊信息作為基本信息，也就是模板基本信息，在后期跟蹤過程中，與拍攝到的圖像進行相關(guān)匹配計算。相關(guān)匹配計算的主旨時候找出后期跟蹤拍攝到的圖像中，哪一塊區(qū)域與模板最為相似，用數(shù)學(xué)的語言來講就是哪一塊區(qū)域的基本信息與模板基本信息相關(guān)性大于閾值。這里在自適應(yīng)優(yōu)化算法中加入了閾值自動調(diào)整算法，即根據(jù)天氣等光線的變化調(diào)整閾值，使得模板匹配具有自適應(yīng)性。
[0087]本說明書實施案例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施案例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移光學(xué)測量方法，具體實施流程如下: A.搭建測量裝置與初步調(diào)試準(zhǔn)備。 Al.選擇適當(dāng)?shù)奈恢?，安裝并連接工業(yè)數(shù)碼相機、鏡頭及計算機等設(shè)備，檢查好線路，啟動系統(tǒng)； A2.反復(fù)調(diào)整相機鏡頭的朝向、仰角，調(diào)整焦距、快門速度、光圈大小等參數(shù)，使得被測結(jié)構(gòu)準(zhǔn)分布測點出現(xiàn)在鏡頭的合適位置； A3.調(diào)整相機參數(shù)(曝光度、增益值)，并尋找準(zhǔn)分布式測點的標(biāo)識物，這里的準(zhǔn)分布測點標(biāo)識物為結(jié)構(gòu)自身表面的特殊識別物，比如特殊的紋理、圖案背景等。建立相機、測點、標(biāo)識物之間的關(guān)系，直到獲得準(zhǔn)分布測點標(biāo)識物在系統(tǒng)可識別范圍內(nèi)的清晰圖像。 B.圖像像素與實際距離的標(biāo)定。 B1.對拍攝到的準(zhǔn)分布測區(qū)標(biāo)識物圖像進行數(shù)字化處理； B2.通過幾何計算確定準(zhǔn)分布式測點間的實際距離； B3.確定系統(tǒng)采集到的圖像中準(zhǔn)分布測點的像素點數(shù)； B4.通過比較準(zhǔn)分布測點間的實際距離與圖像中準(zhǔn)分布測點間像素數(shù)的關(guān)系進行標(biāo)定。 C.準(zhǔn)分布測點圖像模板制定與匹配優(yōu)化。 Cl.圖像中準(zhǔn)分布測點區(qū)域劃分； C2.對劃分區(qū)域進行模板制定，并通過圖像處理算法對模板進行匹配； C3.進行模板匹配學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并用優(yōu)化算法對準(zhǔn)分布測區(qū)進行自適應(yīng)優(yōu)化，直至模板匹配滿足測量要求； C4.得到準(zhǔn)分布式測點在圖像中的模板坐標(biāo)。 D.準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)位移自動測量和存儲。 Dl.制定位移測量的采集和存儲策略，連續(xù)采集需要確定采樣頻率，間隔采集則需要確定間隔采樣時間，并確定采集時長，使得準(zhǔn)分布式位移測量在采集和存儲方面有序進行，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確歸檔； D2.按照采集策略進行圖像采集，并進行存儲，存取下來的包括視頻信息及視頻中圖像的灰度信息； D3.準(zhǔn)分布式測區(qū)搜索與模板匹配； D4.計算圖像中匹配到的準(zhǔn)分布測點的位置與模板初始位置的坐標(biāo)差值，利用B4中的標(biāo)定結(jié)果確定準(zhǔn)分布測點位移值，包括水平和豎直兩個方向的位移，并將位移序列進行存儲； D5.檢查是否完成測量策略中制定的任務(wù)，完成則采集結(jié)束，未完成則繼續(xù)重復(fù)D2至D5，直至完成測量策略中制定的任務(wù)，系統(tǒng)測量結(jié)束。
【文檔編號】G01B11/02GK104359406SQ201410548424
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】葉肖偉, 董傳智, 劉坦 申請人:浙江大學(xué)