一种基于视觉感知的桥梁变形的监测方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法、装置及设备。该方法包括：获取标靶图像，其中，所述标靶图像包括矩形的二维码图案；识别所述二维码图案的特征点；根据所述特征点的坐标确定所述桥梁的位移。本发明专利技术实施例的技术方案通过识别二维码图案的标靶的特征点来确定桥梁的位移，实现了桥梁位移的实时监测，且桥梁位移监测的精度高、抗噪能力强，所提供的监测方法适应性广，不易受到环境的限制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉感知的桥梁变形的监测方法、装置及设备
本专利技术实施例涉及图像处理
，尤其涉及一种基于视觉感知的桥梁变形的监测方法、装置及设备。
技术介绍
随着交通的日益发展，桥梁已经成为交通基础设施的重要组成部分，桥梁的健康监测也变得日益重要。桥梁挠度或桥梁位移可以直接反应桥梁的健康状况，也是表征桥梁结构的刚度和载荷能力的重要参数。因此，桥梁位移是桥梁健康监测的重要参数。现有的桥梁位移算法，主要通过近距离监测桥梁位移。由于实际桥梁项目现场环境十分复杂，且桥梁结构庞大，很难保证监测设备的近距离安装和测量，往往需要远距离长期的监测手段。且现有的桥梁位移监测系统采用人工标靶，以单一特征点或特征线为主，容易受到场景限制，识别精度不高，容易受噪声影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于视觉感知的桥梁位移监测方法、装置及设备，以实现桥梁位移的实时监测，同时适用于复杂场景，识别精度高。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于视觉感知的桥梁位移监测方法，该方法包括：获取标靶图像，其中，所述标靶图像包括矩形的二维码图案；识别所述二维码图案的特征点；根据所述特征点的坐标确定所述桥梁的位移。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于视觉感知的桥梁位移的监测装置，该装置包括：图像获取模块，用于获取标靶图像，其中，所述标靶图像包括矩形的二维码图案；特征识别模块，用于识别所述二维码图案的特征点；位移确定模块，用于根据所述特征点的坐标确定所述桥梁的位移。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种基于视觉感知的桥梁位移的监测系统，该系统包括：二维码标靶，设置于桥梁的设定平面处，与图像采集模块位于所述桥梁的同侧，其中，所述二维码标靶包括二维码图案；图像采集模块，用于采集所述二维码标靶的标靶图像，并将所述标靶图像发送至图像处理模块；图像处理模块，用于接收所述标靶图像，并识别所述标靶图像的特征点，根据所述特征点的坐标确定所述桥梁的位移。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种设备，该设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术任意实施例所提供的桥梁位移的监测方法。本专利技术实施例的技术方案，通过获取含有二维码图案的标靶图像，识别该二维码团的特征点，再根据该特征点的坐标信息来确定桥梁的位移，实现了桥梁位移的实时监测，且监测方法不易受到环境的影响，抗噪能力强，通过二维码图像的特征点监测位移，监测精度高，适用范围广。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法的流程图；图2是本专利技术实施例二中的一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法的流程图；图3是本专利技术实施例三中的一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法的流程图；图4是本专利技术实施例四中的一种基于视觉感知的桥梁位移的监测装置的示意图；图5是本专利技术实施例五中的一种基于视觉感知的桥梁位移的监测系统的示意图；图6是本专利技术实施例六中的一种设备的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法的流程图，本实施例可适用于桥梁位移监测的情况，该方法可以由桥梁位移的监测装置或系统来执行，该装置可以通过软件和硬件的方式实现，具体包括如下步骤：步骤110、获取标靶图像，其中，所述标靶图像包括矩形的二维码图案。其中，所述标靶图像为桥梁的标靶的图像，可以是标靶图像拍摄装置实时拍摄的图像。该标靶图像的颜色可以由黑色和白色两种组成，也可以是设定的任意颜色，其颜色的种类应越少越好，优选为两种，以减少图像所占空间的大小，从而加快图像处理的速度。二维码图案是指标靶上绘制的二维码标记。可选的，所述二维码图案可以是采用设定算法生成的二维码标记，每个标记对应着一个编码，通过该编码能够唯一识别该标记。可选的，所述二维码图案为ArUco标记。其中，ArUco标记是一种二维码标记，每个标记对应着一个编码，通过该编码能够唯一识别该标记。通常，ArUco标记的外围是一组黑色边框，以加快标记在图像中的监测速度。步骤120、识别所述二维码图案的特征点。其中，特征点可以是用户设定的点，也可以是默认的特征点，其个数可以是2个、3个、4个或者更多。具体的，特征点可以是二维图案的四个角点，还可包括二维码图案的中心点，或者二维码图案中可以快速识别的点。可选的，识别所述二维码图案的特征点，包括：确定所述二维码图案是否为目标二维码图案；在确定所述二维码图案为目标二维码图案后，识别所述二维码图案的四个角点作为特征点。进一步地，确定所述二维码图案是否为目标二维码图案，包括：根据所述二维码图案的编码信息确定所述二维码图案是否为目标二维码图案。具体的，可以通过Harris角点检测算法识别所述码图案的四个角点。示例性的，可以判断当前二维码图案的编码信息与预设编码是否一致，若一致，则确定该二维码图案为目标二维码图案；或还可通过顺时针90°、180°和270°旋转当前二维码图案，并获取旋转后及旋转前各图像对应的四个编码信息，判断该四个编码信息中是否存在与预设编码一致的编码信息，若存在，则确定该二维码图案为目标二维码图案。步骤130、根据所述特征点的坐标确定所述桥梁的位移。其中，桥梁的位移包括垂直于桥体方向的位移，也可以包括桥梁水平、竖直以及纵向三个方向的位移。通常情况下，桥梁位移也可以称之为桥梁挠度。具体的，可以根据所述特征点的坐标与预设坐标的变化确定所述桥梁的位移。示例性的，特征点可以是二维码图案的中心点、角点或其他具有辨识性特征的点，该特征点的初始位置可以是已知的，根据当前时刻识别后，根据坐标转换确定该特征点在世界坐标下的坐标，根据当前时刻该特征点的坐标与初始位置的变化量，确定桥梁的位移。本专利技术实施例的技术方案，通过获取含有二维码图案的标靶图像，识别该二维码团的特征点，再根据该特征点的坐标信息来确定桥梁的位移，实现了桥梁位移的实时监测，且监测方法不易受到环境的影响，抗噪能力强，通过二维码图像的特征点监测位移，监测精度高，适用范围广。实施例二图2为本专利技术实施例二提供的一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法的流程图，本实施例是对上一实施例的进一步补充和细化，该方法还包括：根据自适应阈值算法对所述标靶图像进行图像分割；提取图像分割后的标靶图像中含有矩形轮廓的矩形图像，确定所述矩形图像为所述二维码图案。如图2所示，本实施例所提供的桥梁位移的监测方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法，其特征在于，包括：/n获取标靶图像，其中，所述标靶图像包括矩形的二维码图案；/n识别所述二维码图案的特征点；/n根据所述特征点的坐标确定所述桥梁的位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉感知的桥梁位移的监测方法，其特征在于，包括：
获取标靶图像，其中，所述标靶图像包括矩形的二维码图案；
识别所述二维码图案的特征点；
根据所述特征点的坐标确定所述桥梁的位移。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维码图案为ArUco标记。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别所述二维码图案的特征点，包括：
确定所述二维码图案是否为目标二维码图案；
在确定所述二维码图案为目标二维码图案后，识别所述二维码图案的四个角点作为特征点。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定所述二维码图案为目标二维码图案之前，还包括：
根据自适应阈值算法对所述标靶图像进行图像分割；
提取图像分割后的标靶图像中含有矩形轮廓的矩形图像，确定所述矩形图像为所述二维码图案。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述二维码图案为目标二维码图案，包括：
通过计算单应矩阵，将所述二维码图案转变为视向为正视的二维码图案；
对视向为正视的所述二维码图案进行二值化处理；
提取二值化处理后的所述二维码图案的编码信息，并根据所述编码信息确定所述二维码图案是否为目标二维码图案。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将所述二维码图案转变为视向为正视的二维码图案之后，还包括：
根据大津法将视向为正视的所述二维码图案的像素划分为大于或等于设定阈值的高阈值类和小于设定阈值的低阈值类；
相应的，对视向为正视的所述二维码图案进行二值化处理，包括：将所述高阈值类的像素的灰度值设定为255，所述低阈值类的像素的灰度值，设定为0，以获取二值化处理后的二维码图案。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，提取二值化处理后的所述二维码图案的编码信息，并根据所述编码信息确定所述二维码图案是否为目标二维码图案，包括：
将二值化处理后的所述二维码图案顺时针旋转90°、180°及270°，以获取四个方向的二维码图案；
识别所述四个方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文一，陈宇轩，何显银，宋杰，董梅，胡辉，
申请(专利权)人：杭州鲁尔物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33