一种基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法技术

本发明专利技术适用于视觉测量技术领域，提供了一种基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法，包括：选取合适采样频率以及分辨率的传感器进行视频采集；对采集的视频进行裁切；使用欧拉视频放大算法对视频的结构形变进行放大；针对运动放大后每一帧图像中目标结构，利用Prewitt算子初步确定可能的结构边缘像素点，再使用空间矩亚像素边缘检测算法求出区域内结构边缘点的位置；根据每一帧的边缘识别点云结果获得结构的动态形态识别结果；使用画面中已知的物体表面两像素点间的距离以及视频运动放大系数，对该方法识别的结构变形进行标定，获得准确动态形态变化。本发明专利技术实现了视觉非接触式测量，无需在结构上安装传感器，不会干扰结构正常运营，节约测试成本。节约测试成本。节约测试成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法


[0001]本专利技术属于视觉测量
，尤其涉及一种基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法。

技术介绍

[0002]桥梁在运营阶段，主梁、桥塔和拉索等构件的变形直接反应桥梁的结构构建刚度，因而桥梁的形态变化是评价桥梁受力性能的重要指标。基于数字图像技术的桥梁形态测量方法近年有了一定的发展，与现有的接触式位移计、激光位移计、光电位移计等变形检测方法相比，基于计算机视觉技术通过比较不同时间的结构数字图像来获得结构的变位信息，无需安装传感器即可远距非接触式测量，具有快捷易用、精度高、限制小、不影响结构正常运营等优点。
[0003]然而，目前用视觉传感器对桥梁结构动态形态识别还存在着当传感器像素不足时对微小变形识别的困难。当目标结构较大时，若想摄录结构整体以进行形态识别时，若不增加传感器分辨率则没有足够多的像素捕捉结构的微小变形，而增大传感器分辨率会极大地提高传感器成本以及计算机处理的时间。因此，亟需一种更加精确有效的动态桥梁形态识别方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取合适采样频率以及分辨率的传感器对目标结构进行视频采集；S2、对采集的视频进行裁切，获得目标区域的视频；S3、使用基于亮度变化的欧拉视频放大算法对视频中的结构形变进行放大；S4、针对运动放大后每一帧图像中目标结构，利用Prewitt算子初步确定可能的结构边缘像素点，再使用空间矩亚像素边缘检测算法求出区域内结构边缘点的位置；S5、根据每一帧的边缘识别点云结果即可获得结构的动态形态识别结果；S6、使用画面中已知的物体表面两像素点间的距离以及视频运动放大系数，即可对该方法识别的结构变形进行标定，获得结构的准确动态形态变化。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法，其特征在于，所述传感器为彩色视觉传感器时，将视频转换为灰度色彩模式。3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法，其特征在于，所述S3是将视频中微小的运动等价为微小的亮度变化，直接处理视频图像的像素灰度大小。4.根据权利要求3所述的基于计算机视觉的动态桥梁形态识别方法，其特征在于，所述S3具体包括以下步骤：S31、假设视频图像任意位置x处的像素在t时刻的一维信号强度表示为I(x，t)，δ(t)为微小位移，δ
k
(t)表示变化信号，δ(t)在t时刻的第k个频率分量，γ
k
表示t时刻第k个变化信号的衰减倍数，其中0＜γ
k
＜1，线性放大环境下不同频率的放大倍数变为γ
k
α，此时放大结果表示为：S32、根据香农采样定律将视频中有效采样频率以内的频带范围进行带通滤波，当视频的采样帧率为60fps，选取0
‑
30Hz以内的运动进行放大。5.根据权利要求4所述的基于计算机视觉的动态桥梁形态...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佐才，张飞，段大猷，辛宇，马乐乐，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：