[发明专利]一种高精度视觉挠度监测系统

说明书

本发明涉及一种高精度视觉挠度监测系统，包括红外标靶、集成式数据采集仪、后台处理组件，其中红外标靶设于待监测结构表面，所述红外标靶随结构表面进行竖直位移、水平位移和倾斜角度，所述红外标靶上设有阵列式分布的红外发光原件，外发光原件阵列能够实现特定数量和特定排列形式的发光分布，以此实现信息编码；集成式数据采集仪设于待监测结构上或待监测结构附近，对红外标靶上的发光分布图像进行拍摄。与现有技术相比，本发明提供了一种基于计算机视觉技术和红外线感知的结构位移监测系统，能够实现高精度、高频率的结构位移响应监测。

技术领域

本发明涉及一种结构的健康监测系统，尤其是涉及一种高精度视觉挠度监测系统。

背景技术

结构的健康监测始终是工程界关心的问题。挠度和倾角的监测始终是结构健康监测中最基础也是最重要的一环，更高精度、更高频率、更高鲁棒性的挠度检测和监测系统始终是工程界追求的目标。

在结构的健康监测过程中，以桥梁的健康监测为例，传统的桥梁挠度测量大都采用百分表或位移计直接测量，当前在我国桥梁维护、旧桥安全评估或新桥验收中仍广泛应用。该方法的优点是设备简单，可以进行多点检测，直接得到各测点的挠度数值，测量结果稳定可靠。但是直接测量方法存在很多不足，该方法需要在各个测点拉钢丝或者搭设架子，所以桥下有水时无法进行直接测量；对跨线桥，由于受铁路或公路行车限界的影响，该方法也无法使用；跨越峡谷等的高桥也无法采用直接方法进行测量；另外采用直接方法进行挠度测量，无论布设还是撤消仪表，都比较繁杂且耗时较长。

可见不单纯是桥梁的健康监测，对任何结构实施传统检测过程中，均存在较大的检测缺陷，但随着计算机计算能力的提高以及镜头和相机的优化和普及，计算机视觉取得了巨大的发展，在许多领域取得了突破性的应用进展。计算机视觉技术也在这些应用中展现出高精度、高灵敏度的特点，可见，如何利于计算机视觉实现高精度的挠度监测是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高精度视觉挠度监测系统，即提供了一种基于计算机视觉技术和红外线感知的结构位移监测系统，能够实现高精度、高频率的结构位移响应监测。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本申请的目的是保护一种高精度视觉挠度监测系统，包括红外标靶、集成式数据采集仪、后台处理组件，其中具体地：

红外标靶，所述红外标靶设于待监测结构表面，所述红外标靶随结构表面进行竖直位移、水平位移和倾斜角度，所述红外标靶上设有阵列式分布的红外发光原件，外发光原件阵列能够实现特定数量和特定排列形式的发光分布，以此实现信息编码；

集成式数据采集仪，设于待监测结构上或待监测结构附近，对红外标靶上的发光分布图像进行拍摄；

后台处理组件，与所述集成式数据采集仪无线或有线通信连接，对集成式数据采集仪获取的关键帧数据进行处理，得到红外标靶的实际竖直位移、水平位移和倾斜角度数值，以此表征桥梁的挠度、侧移和侧倾。

进一步地，所述红外标靶包括板型结构的标靶本体和设于标靶本体顶部的固定板，所述标靶本体通过固定板垂向固定于待监测结构表面。

进一步地，所述红外发光原件设于板型标靶本体的表面，所述红外发光原件为薄膜电阻，所述薄膜电阻相互并联。

进一步地，所述集成式数据采集仪包括壳体、设于壳体中的红外摄像机和设于所述壳体下方的支撑件，所述支撑件压设或挂设于安装位置。

进一步地，多个支撑件分设于所述壳体的底部，所述支撑件分别与所述壳体底部螺接，通过支撑件的旋转实现集成式数据采集仪的姿态调整。

进一步地，所述红外标靶还包括第一微处理器，所述第一微处理器分别通过三极管与各个薄膜电阻构成指令控制式连接。