一种非接触式近景图像的桥梁监测方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式近景图像的桥梁监测方法，首先利用前端双目相机对被监测桥墩和桥体进行定期的视频图像采集；基于所采集的视频图像，利用全景检校场对双目相机的主镜头进行高精度畸变差改正，滤除各种噪声干扰，然后通过图像重建恢复图像；将恢复的图像数据通过远程传输至后台服务器，由所述后台服务器进行后端桥体的沉降和偏移量实时计算；所述后台服务器将计算结果采用图表或用户指定的格式进行输出。上述方法提高了监测精度、降低了人工常规监测的强度和成本，且操作方便、使用安装成本低，特别适合推广应用。特别适合推广应用。特别适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式近景图像的桥梁监测方法


[0001]本专利技术涉及桥梁监测
，尤其涉及一种非接触式近景图像的桥梁监测方法。

技术介绍

[0002]目前，用于桥梁监测的桥梁结构健康监测传感器包含局部监测和整体监测两类，用于局部监测主要是光纤、压电智能材料和传感元件，例如光导纤维、电阻应变丝、疲劳寿命丝、压电材料、碳纤维、半导体材料和形状记忆合金等。它们采用表面附着或埋入的方式感知结构的重要部位和重要构件，获取反映局部结构特性的参数信号。该类传感器尽管具有很多优点，但只能实现点式或线式的分布式测量，难以实现真正意义上的面式或体式测量，获取的信号只能反映局部结构的特性。
[0003]而现有技术中桥梁沉降和偏移一般是使用接触式传感器，该方案监测成本高、自动化程度低，经常会需要人工干预，而且近景监测现场大多数采用人工拍照观测，采用单相机或者双相机立体方式三维解算，从精度和成本上都有较大局限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种非接触式近景图像的桥梁监测方法，该方法提高了监测精度、降低了人工常规监测的强度和成本，且操作方便、使用安装成本低，特别适合推广应用。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种非接触式近景图像的桥梁监测方法，所述方法包括：
[0007]步骤1、利用前端双目相机对被监测桥墩和桥体进行定期的视频图像采集；
[0008]步骤2、基于所采集的视频图像，利用全景检校场对双目相机的主相机进行高精度畸变差改正，滤除各种噪声干扰，然后通过图像重建恢复图像；
[0009]步骤3、将恢复的图像数据通过远程传输至后台服务器，由所述后台服务器进行后端桥体的沉降和偏移量实时计算；
[0010]步骤4、所述后台服务器将计算结果采用图表或用户指定的格式进行输出。
[0011]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述方法提高了监测精度、降低了人工常规监测的强度和成本，且操作方便、使用安装成本低，特别适合推广应用。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0013]图1为本专利技术实施例提供的非接触式近景图像的桥梁监测方法流程示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0015]下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本专利技术实施例提供的非接触式近景图像的桥梁监测方法流程示意图，所述方法包括：
[0016]步骤1、利用前端双目相机对被监测桥墩和桥体进行定期的视频图像采集；
[0017]步骤2、基于所采集的视频图像，利用全景检校场对双目相机的主相机进行高精度畸变差改正，滤除各种噪声干扰，然后通过图像重建恢复图像；
[0018]在该步骤中，利用全景检校场对双目相机的主相机进行高精度畸变差改正的过程具体为：
[0019]首先将焦距调到最远、最近和中间，分别检校出三组畸变参数，即(x0,y0,f,k1,k2,p1,p2,a,p)；该参数主要用来校正相机镜头的畸变差，使得获取的影像无畸变，有助于提高桥梁的形变监测精度；其中，(x0,y0)为像主点坐标；f为镜头焦距；k1,k2为镜头的径向畸变畸变参数；p1,p2为镜头的切向畸变参数；a，p为像素的非正方形校正系数；然后通过三组镜头的畸变参数，拟合出镜头在最大和最小焦距范围直接所有的参数，用于校正畸变提高监测精度。
[0020]然后在每个焦段上拍摄至少10组以上的照片，由这10组照片解算相应焦段上的畸变参数；
[0021]再通过高次多项式拟合野外调焦不同位置的畸变量，进行第一步初级畸变改正；具体实现中，镜头焦距可调范围最好多取几个位置技术畸变参数，有利于提高野外拟合；
[0022]在第一步初级畸变改正的基础上，对原始图像进行小波变换，滤除由于光照、震动带来的噪声干扰因素。
[0023]具体实现中，所述双目相机的内部采用主副相机相对位置互标定，具体过程为：
[0024]将双目相机主副相机的焦距设置成不一样，主相机的焦距更长，辅助相机的焦距短但视野范围更广；
[0025]在主副相机对准被监测桥梁的靶标时，由于都拍摄同一靶标，双目相机内部的微小变化通过不同焦段的相机反映在成像上；
[0026]再通过检校出来的畸变参数、光学共线方程和焦距分辨率计算出主副相机的相对变化量，进而改正主相机的微小结构变化造成的成像误差。
[0027]步骤3、将恢复的图像数据通过远程传输至后台服务器，由所述后台服务器进行后端桥体的沉降和偏移量实时计算；
[0028]具体是通过特征匹配和整体图像配准使得主副相机得到的两幅比对图像实现无缝叠加，将靶标的位移量提取出来，达到形变监测的目的。
[0029]步骤4、所述后台服务器将计算结果采用图表或用户指定的格式进行输出。
[0030]值得注意的是，本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0031]综上所述，本专利技术实施例所述桥梁监测方法提高了监测精度、降低了人工常规监
测的强度和成本，且操作方便、使用安装成本低，特别适合推广应用。
[0032]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式近景图像的桥梁监测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、利用前端双目相机对被监测桥墩和桥体进行定期的视频图像采集；步骤2、基于所采集的视频图像，利用全景检校场对双目相机的主相机进行高精度畸变差改正，滤除各种噪声干扰，然后通过图像重建恢复图像；步骤3、将恢复的图像数据通过远程传输至后台服务器，由所述后台服务器进行后端桥体的沉降和偏移量实时计算；步骤4、所述后台服务器将计算结果采用图表或用户指定的格式进行输出。2.根据权利要求1所述非接触式近景图像的桥梁监测方法，其特征在于，在步骤2中，所述利用全景检校场对双目相机的主相机进行高精度畸变差改正的过程具体为：首先将焦距调到最远、最近和中间，分别检校出三组畸变参数；然后在每个焦段上拍摄至少10组以上的照片，由这10组照片解算相应焦段上的畸变参数；再通过高次多项式拟合野外调焦不同位置的畸变量，进行第一步初级畸变改正；在第一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永荣，刘凤珠，杨伯钢，苏国中，黄斯曼，
申请(专利权)人：北京市测绘设计研究院，
类型：发明
国别省市：