[发明专利]一种基于视频的建筑结构位移动力特性确定的方法及装置

权利要求书

1.一种基于视频的建筑结构位移动力特性确定的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用相机获取待识别建筑结构的振动视频；

基于所述振动视频对所述待识别建筑结构的关键点位进行标定，确定所述关键点位的像素坐标以及所述关键点位映射在所述振动视频的图像平面上的物理长度；

根据所述像素坐标和所述物理长度确定基于所述振动视频对所述待识别建筑结构位移标定公式的转换系数；

基于所述像素坐标和所述转换系数确定所述待识别建筑结构位移；

基于目标跟踪算法从所述振动视频中确定所述关键点位对应的像素位移信号；

基于所述像素位移信号和所述转换系数确定所述关键点位对应的物理位移信号；

基于所述物理位移信号生成对应的所述待识别建筑结构位移的动力特性图；

基于所述振动视频标定所述待识别建筑结构的至少一个所述关键点位，并利用随机子空间方法识别每个所述关键点位对应的同步位移信号，并获取所述待识别建筑结构基于所述振动视频的模态参数，得出精细化振型图，并判断结构损伤位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述物理位移信号生成对应的所述待识别建筑结构位移的所述动力特性图的步骤，包括：

基于所述物理位移信号生成所述物理位移信号对应的第一位移信号时域图；

利用重采样法提高所述第一位移信号时域图的采样率并得到对应的第二位移信号时域图；

通过傅里叶变换将所述第二位移信号时域图转换为对应的第一位移信号频域图；

利用带通滤波对所述第一位移信号频域图进行降噪，保留所述第一位移信号频域图主导模态得到第二位移信号频域图；

通过逆傅里叶变换将所述第二位移信号频域图转换为对应的第三位移信号时域图；

对所述第三位移信号时域图进行峰值点对齐和零点对齐得到第四位移信号时域图；

对所述第四位移信号时域图进行降采样得到与所述第一位移信号时域图频率相同的所述动力特性图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述像素坐标和所述转换系数确定所述待识别建筑结构位移的步骤，包括：

将所述像素坐标和所述转换系数相乘得到所述待识别建筑结构在建筑坐标系下的运动平面坐标；

提取预设时间段内的运动平面坐标差值，其中，所述运动平面坐标差为所述预设时间段的时间终点对应的第一运动平面坐标与所述预设时间段的时间起点对应的第二运动平面坐标的差值；

基于所述运动平面坐标差值确定所述待识别建筑结构位移。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用相机获取待识别建筑结构的振动视频之后，所述方法还包括：

从所述振动视频中确定所述待识别建筑结构的像素位移信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述像素坐标和所述物理长度确定基于所述振动视频对所述待识别建筑结构位移标定公式的转换系数的步骤，包括：

确定所述振动视频的图像平面与所述待识别建筑结构的实际平面是否平行；其中，所述实际平面是指所述关键点位所在的平面；

如果是，则通过下式得到所述转换系数：

其中，s为所述转换系数，X_A，X_B分别为所述关键点位在所述实际平面的坐标，I_A和I_B为所述关键点位映射在所述振动视频的图像平面上的像素坐标，X_A-X_B为所述物理长度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述像素坐标和所述物理长度确定基于所述振动视频对所述待识别建筑结构位移标定公式的转换系数的步骤，还包括：

如果确定所述振动视频的图像平面与所述待识别建筑结构实际平面不平行，确定所述相机的相机透镜光轴与实际平面的法线方向的夹角；

判断所述相机的相机透镜焦距是否为预设焦距；

如果是，确定所述相机的相机透镜到所述实际平面的距离，并根据所述像素坐标、所述物理长度、所述相机的相机透镜到所述实际平面的距离和所述夹角确定基于所述振动视频对所述待识别建筑结构位移标定公式的转换系数。