[发明专利]基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测系统和检测方法

权利要求书

1.基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测系统，其特征在于包括：合作靶标(1)、滤光片(2)、工业摄像机(4)、环境扰动监测装置(5)、图像处理系统(6)；所述工业摄像机(4)的镜头前依次设有光学镜头(3)和滤光片(2)，摄像机(4)、环境扰动监测装置(5)均与图像处理系统(6)连接。

所述合作靶标(1)，用于固定在桥梁需要测量挠度点并以设定的光谱发射可见光；

所述摄像机(4)用于通过光学镜头(3)捕获合作靶标(1)中LED的图像，并将图像实时以电信号的形式传输至图像处理系统(6)；

所述图像处理系统(6)用于接收从摄像机(4)传送的图像信息及环境扰动监测装置(5)发送的环境扰动参数，对图像信息进行处理，利用处理结果得到桥梁的实时挠度值，实现非接触式挠度测量。

2.根据权利要求1所述的基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测系统，其特征在于所述合作靶标(1)设有两个LED，LED的发光频率与滤光片(2)的通过频率相同。

3.根据权利要求2所述的基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测系统，其特征在于所述两个LED的中心连线与大地水平线垂直。

4.根据权利要求1所述的基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测系统，其特征在于还包括显示及操控装置(7)，用于实现人机交互，通过触摸屏及按键对靶标值进行设定、锁定靶标，通过显示屏显示实时挠度数据信息。

5.基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测方法，其特征在于，对桥梁的挠度进行非接触式测量，包括以下步骤：

摄像机(4)通过光学镜头(3)捕获合作靶标(1)中LED的图像，并将图像实时以电信号的形式传输至图像处理系统(6)；

环境扰动监测装置测量摄像机所处环境扰动的幅值，并将测量的扰动幅值发送到图像处理系统；

图像处理系统根据标靶的两个LED中心的实际间距与图像中两个LED中心点的像素值计算靶标所在平面与摄像机CCD平面之间的物象比，并锁定顶端LED所在的像素点坐标值；利用顶端LED坐标在测试过程中的移动距离与物象比的乘积，计算得到标靶移动的实际距离，即桥梁上靶标所在点的实时挠度值；

图像处理系统将实时挠度值减去环境扰动监测装置测量的扰动幅值，即得到最终的挠度值。

6.根据权利要求5所述的基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测方法，其特征在于所述物象比r＝a/n；a为两个LED中心间的实际距离；n为图像中两个LED之间的像素。

7.根据权利要求5所述的基于数字图像处理技术的桥梁挠度检测方法，其特征在于所述图像处理系统通过FPGA和/或DSP实现。