[发明专利]基于双目视觉测量系统的输电塔构件形变及内力监测方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉测量系统的输电塔构件形变及内力监测方法，其特征在于：所述双目视觉测量系统包括测量靶标a(2)、测量靶标b(4)、图像采集装置、传输导线、图像处理计算机、风速风向测量装置；所述测量靶标a(2)、测量靶标b(4)均设置在输电塔构件A(3)的两端；所述图像采集装置包括若干设置在无形变的输电塔(1)下的高速摄像机(6)，用于获取测量靶标a(2)、测量靶标b(4)的三维坐标；

所述图像采集装置与图像处理计算机通过传输导线连接，所述图像处理计算机读取所述图像采集装置拍摄得到的帧系列照片中测量靶标a(2)、测量靶标b(4)的三维坐标，计算无形变的输电塔(1)在不同风速和风向下的振动模态，并根据连续拍摄的照片中相邻靶标距离的变化计算出结构的内力。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉测量系统的输电塔构件形变及内力监测方法，其特征在于：所述高速摄像机的帧数为1000～1500帧/s，至少设置2台。

3.根据权利要求1所述的基于双目视觉测量系统的输电塔构件形变及内力监测方法，其特征在于：所述传输导线为USB数据线。

4.根据权利要求1所述的基于双目视觉测量系统的输电塔构件形变及内力监测方法，其特征在于：所述风速风向测量装置为PHWE测风仪。

5.根据权利要求1所述的基于双目视觉测量系统的输电塔构件形变及内力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用风速风向测量装置测量并记录输电塔所处环境的风速和风向信息；

步骤2：利用高速摄像机在输电塔下方拍摄一系列的时间序列照片，并将照片通过传输导线输送到图像处理计算机中；

步骤3：图像处理计算机读取照片中测量靶标a和测量靶标b的三维坐标；通过相邻帧图像中测量靶标a和测量靶标b三维坐标的变化，计算出输电塔构件A在相同时间间隔内的动位移差，即输电塔构件A在相应风荷载作用下的伸长或压缩值，据此根据输电塔构件A的材料系数计算得到该构件的受力大小；由此，依据试验建立测量输电塔构件A在风荷载作用下的实时动态特性；

步骤4：调整测量靶标a和测量靶标b在输电塔塔身的设置高度，重复步骤1～3，就能实现对输电塔塔身不同高度处构件动位移、变形和内力的监测。

6.根据权利要求5所述的基于双目视觉测量系统的输电塔构件变形及内力监测方法，其特征在于：按照胡可定律，步骤3所述输电塔构件内力计算公式为：

σ＝E·ε；

其中：ε是输电塔构件A的应变；σ是输电塔构件A的应力；S_n是t_n时刻输电塔构件A的长度；S₀是输电塔无形变时输电塔构件A的长度；E是输电塔构件A材料的弹性模量。