一种光电靶标式结构位移测量方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光电靶标式结构位移测量方法、装置及存储介质，包括：读取配置信息，接收位移采集指令，启动图像采集设备并获取视频图像流；电源控制按测点配置打开单测点对应光源的电源；获取单测点光斑图像；对图像进行处理，并做位移标定，计算标定值；找到光斑中心坐标并与初始坐标进行比较，根据标定值计算得出该测点的位移测量值；存储该测点的位移值至存储设备，电源控制关闭当前测点光源的电源；检测是否还有其他测点，若是，则返回S2，若否，则关闭相关设备。本发明专利技术提供的一种光电靶标式结构位移测量方法、装置及存储介质，能够满足自动高效、精确可靠的测量需求，并能测量水平及垂直方向的位移变化量。

A measurement method, device and storage medium of photoelectric target structure displacement

【技术实现步骤摘要】
一种光电靶标式结构位移测量方法、装置及存储介质
本专利技术涉及光电测量领域，具体涉及一种光电靶标式结构位移测量方法、装置及存储介质。
技术介绍
结构位移是反映大型桥梁及其它结构体运营状态的重要参数。现有的位移测量方式主要有连通管测量、倾角仪测量、GPS测量以及全站仪测量。但是连通管测量安装比较繁琐，且准确度要受液体密度以及管内气泡的影响；倾角仪测量的准确性通常受建模及选点的影响；GPS测量精度不高，造价很高；全站仪测量通常是人工测量，无法做到实时，若要实现实时测量，造价也非常高。为达到精确、可靠、实时、易安装、低成本的要求，需要对光电式位移测量系统进行开发及应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种光电靶标式结构位移测量方法、装置及存储介质，能够满足自动高效、精确可靠的测量需求，并能测量水平及垂直方向的位移变化量。本专利技术采用如下技术方案：一种光电靶标式结构位移测量方法，包括：步骤一、读取配置信息，接收位移采集指令，启动图像采集设备并获取视频图像流；步骤二、电源控制按测点配置打开单测点对应光源的电源；步骤三、获取单测点光斑图像；步骤四、对图像进行处理，并做位移标定，计算标定值；步骤五、找到光斑中心坐标并与初始坐标进行比较，根据标定值计算得出该测点的位移测量值；步骤六、存储该测点的位移值至存储设备，电源控制关闭当前测点光源的电源；步骤七、检测是否还有其他测点，若是，则返回S2，若否，则关闭相关设备。进一步地，所述步骤一中的采集方式包括定时采集、连续采集、触发采集；所述配置信息包括定时采集时刻表，连续采集次数，触发条件，图像采集设备登录信息，图像处理参数配置。进一步地，所述定时采集为根据配置信息中的定时采集时刻表进行测量，并依据单测点列表依次测量；所述连续采集为不间断的测量；所述触发采集为根据配置信息中的触发条件进行触发测量。进一步地，所述步骤三中获取单测点光斑图像，包括：输入图像采集设备的信息登录，并进行预览、抓拍、录像；所述电源控制是基于ADAM4060模块的控制，包括打开电源、关闭电源、查询电源状态。进一步地，所述步骤四中对图像进行处理，并做位移标定，计算标定值，包括：输入检测区域初始坐标、二值化滤波参数、图像有效像素范围、标定实际距离；检测区域划分，对图像进行滤波二值化处理；获取图像重心，根据图像重心上下分割图像；获取上图像重心和下图像重心，并计算上下图像重心距离；根据上下图像重心距离和上下光源中心实际距离计算标定值。进一步地，所述对图像进行滤波二值化处理，包括：所述对图像进行滤波处理采用先开启后闭合的操作，其中开启操作为先进行腐蚀算法后进行膨胀算法，闭合操作为先进行膨胀算法后进行腐蚀算法；所述腐蚀算法为：把结构元素B平移a后得到Ba，若Ba包含于X，记下a点，记所有满足上述条件的a点组成的集合为E(X)，E(X)为X被B腐蚀的结果，则所述膨胀算法为：把结构元素B平移a后得到Ba，若Ba击中X，记下a点，记所有满足上述条件的a点组成的集合为D(X)，D(X)为X被B膨胀的结果，则所述对图像进行二值化处理采用两种方法，第一种方法为亮度阈值，具体包括：将像素RGB值换算成亮度值，换算公式为：L＝R×0.3+G×0.59+B×0.11，其中，L表示亮度；计算出图像中像素最大亮度Lmax，记滤波系数为f；依次计算每一个像素亮度Ln，当Ln＜Lmax×f时，则将该像素设置成黑色，反之则将该像素设置成白色；第二种方法为色值阈值，具体包括：记滤波系数为f；依次计算每一个像素色值Sd，计算像素R、G、B值的总和Sa；当Sd÷Sa≥f时，则将该像素设置成白色，反之则将该像素设置成黑色。进一步地，所述根据上下图像重心距离和上下光源中心实际距离计算标定值，包括：通过图像算法计算出两光源中心的像素差；记两光源中心实际距离为Cy，两光源中心的像素差为Dx；图像像素点对应的实际距离，即标定值为进一步地，所述步骤五中找到光斑中心坐标并与初始坐标进行比较，根据标定值计算得出该测点的位移测量值，包括：计算上图像重心与下图像重心连线的中心坐标；计算中心坐标与初始坐标差值，即像素偏移量；像素偏移量与标定值作乘得到该测点的位移测量值；其中，计算上图像重心与下图像重心连线的中心坐标，包括：将光源图像处理成256级灰度图像，图像大小为W×H(pixels)，记A[i，j]代表第i行第j列的像素灰度值，利用重心算法计算出光源在图像上的重心坐标(X，Y)；一种装置，所述装置包括处理器、存储器及通信总线；所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现光电靶标式结构位移测量方法的步骤。一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现光电靶标式结构位移测量方法的步骤。本专利技术的有益效果为：能够满足自动高效、精确可靠的测量需求，并能测量水平及垂直方向的位移变化量，并可长期稳定运行，精确、可靠、实时、易安装、成本低。附图说明图1为本专利技术实施例一的光电靶标式结构位移测量方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例一中采集流程示意图。图3为本专利技术实施例一中图像获取流程示意图。图4为本专利技术实施例一中图像处理流程示意图。图5为本专利技术实施例一中双光源的位置示意图。图6为本专利技术实施例二的装置结构示意图。附图中，处理器21、通信总线22、存储器23。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术中的术语解释：实施例一：变形是桥梁及其它结构体健康状况评价的重要参数，因此变形监测是桥梁安全监测的重要内容。为满足结构变形监测的要求，本专利技术需满足自动高效、精确可靠的测量需求，并能测量水平及垂直方向的位移变化量，并可长期稳定运行。本专利技术的测量基本原理为有源光靶标固定在被测结构的测量点上，视频采集设备安装在远处固定体上，测量时靶标发光，视频采集设备进行图像采集形成图像，当被测结构发生位移变化时，采集的图像上形成光斑也会位移变化。基于光斑变化前后的两幅图像，通过图像处理算法，找出两次光斑的中心位置，通过计算两次中心位置的位移变化量，可换算出被测结构的位移变化量。如图1所示，本专利技术提供了一种光电靶标式结构位移测量方法，该方法包括以下步骤：步骤一、读取配置信息，接收位移采集指令，启动图像采集设备并获取视频图像流。如图2所示，图2示出了采集流程，采集方式包括定时采集、连续采集、触发采集；配置信息包括定时采集时刻表，连续采集次数，触发条件，图像采集设备登录信息，图像处理参数配置。定时采集：定时采集是根据配置中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电靶标式结构位移测量方法，其特征在于，包括：/n步骤一、读取配置信息，接收位移采集指令，启动图像采集设备并获取视频图像流；/n步骤二、电源控制按测点配置打开单测点对应光源的电源；/n步骤三、获取单测点光斑图像；/n步骤四、对图像进行处理，并做位移标定，计算标定值；/n步骤五、找到光斑中心坐标并与初始坐标进行比较，根据标定值计算得出该测点的位移测量值；/n步骤六、存储该测点的位移值至存储设备，电源控制关闭当前测点光源的电源；/n步骤七、检测是否还有其他测点，若是，则返回S2，若否，则关闭相关设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电靶标式结构位移测量方法，其特征在于，包括：
步骤一、读取配置信息，接收位移采集指令，启动图像采集设备并获取视频图像流；
步骤二、电源控制按测点配置打开单测点对应光源的电源；
步骤三、获取单测点光斑图像；
步骤四、对图像进行处理，并做位移标定，计算标定值；
步骤五、找到光斑中心坐标并与初始坐标进行比较，根据标定值计算得出该测点的位移测量值；
步骤六、存储该测点的位移值至存储设备，电源控制关闭当前测点光源的电源；
步骤七、检测是否还有其他测点，若是，则返回S2，若否，则关闭相关设备。


2.根据权利要求1所述的一种光电靶标式结构位移测量方法，其特征在于，所述步骤一中的采集方式包括定时采集、连续采集、触发采集；所述配置信息包括定时采集时刻表，连续采集次数，触发条件，图像采集设备登录信息，图像处理参数配置。


3.根据权利要求2所述的一种光电靶标式结构位移测量方法，其特征在于，所述定时采集为根据配置信息中的定时采集时刻表进行测量，并依据单测点列表依次测量；所述连续采集为不间断的测量；所述触发采集为根据配置信息中的触发条件进行触发测量。


4.根据权利要求3所述的一种光电靶标式结构位移测量方法，其特征在于，所述步骤三中获取单测点光斑图像，包括：输入图像采集设备的信息登录，并进行预览、抓拍、录像；所述电源控制是基于ADAM4060模块的控制，包括打开电源、关闭电源、查询电源状态。


5.根据权利要求4所述的一种光电靶标式结构位移测量方法，其特征在于，所述步骤四中对图像进行处理，并做位移标定，计算标定值，包括：
输入检测区域初始坐标、二值化滤波参数、图像有效像素范围、标定实际距离；
检测区域划分，对图像进行滤波二值化处理；
获取图像重心，根据图像重心上下分割图像；
获取上图像重心和下图像重心，并计算上下图像重心距离；
根据上下图像重心距离和上下光源中心实际距离计算标定值。


6.根据权利要求5所述的一种光电靶标式结构位移测量方法，其特征在于，所述对图像进行滤波二值化处理，包括：
所述对图像进行滤波处理采用先开启后闭合的操作，其中开启操作为先进行腐蚀算法后进行膨胀算法，闭合操作为先进行膨胀算法后进行腐蚀算法；
所述腐蚀算法为：把结构元素B平移a后得到Ba，若Ba包含于X，记下a点，记所有满足上述条件的a点组成的集合为E(X)，E(X)为X被B腐蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：周逸，樊仕建，唐建辉，苗秀鹏，王鑫，
申请(专利权)人：重庆亚派桥梁工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50