[发明专利]桥梁振型的测量方法、装置及系统

权利要求书

1.一种桥梁振型的测量方法，其特征在于，基于桥梁振型的测量系统而实现，所述的桥梁振型的测量系统包括视频采集装置、激光雷达和图像数据处理装置，其中，所述激光雷达用于向桥梁的虚拟测点发射单线激光，所述视频采集装置用于分别在发射单线激光前后采集目标区域的视频图像，所述图像数据处理装置用于根据采集到的视频图像测算出桥梁的振型，所述视频采集装置为单目相机，或者单目摄像头的手机；

所述的测量方法包括以下步骤：

通过视频采集装置获取目标区域的视频图像，提取图像中的虚拟测点的像素坐标，利用激光雷达对虚拟测点发射单线激光，再次采集目标区域的视频图像，并提取单线激光在图像中与虚拟测点像素坐标所对应的激光点像素坐标；

根据虚拟测点像素坐标及激光点像素坐标，得到激光点到虚拟测点的方向向量，并根据方向向量调整激光雷达的姿态，直到虚拟测点像素坐标与激光点像素坐标重合；

测量虚拟测点到激光雷达的空间距离，并结合虚拟测点像素坐标，进行空间坐标转换，得到虚拟测点对应视频采集装置的空间坐标，基于不同时间帧的视频图像，测量得到每个虚拟测点的静平衡位置，并基于所有静平衡位置绘制得到静平衡曲线，基于所有静平衡位置绘制得到静平衡曲线的步骤，包括：

定义第j帧图像中第i个虚拟测点的像素坐标为P(x_ij,y_ij)，激光点像素坐标为Q(X_ij,Y_ij)，令D_i＝x_ij-X_ij,y_ij-Y_ij＝0，x_i(j+1)＝x_ij+D_i，确定出虚拟测点每一帧的相对初始位置x_i0的挠度方向的位移x_ij，根据测量到的所有位移值，通过上下最大位移值得到桥梁的静平衡曲线，设最大值和最小值分别为(x_i上)_max和(x_i下)_min，那么静平衡位置：f_i静＝(x_i上)_max+[(x_i上)_max+(x_i下)_min]/2；

选取虚拟测点处的视频图像进行处理，提取虚拟测点的原始位移响应值；

根据原始位移响应值和静平衡曲线确定出桥梁振型。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述选取虚拟测点处的视频图像进行处理，提取虚拟测点的原始位移响应值的步骤，包括：采用Sobel边缘检测算法检测出虚拟测点处桥梁的外轮廓的像素坐标，进一步得到桥梁的原始位移响应值。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述桥梁振型为原始位移响应值与静平衡位置之间的差值。