[发明专利]一种基于DIC技术的高速公路沿线板状结构风致变形的测量试验方法

说明书

本发明涉及一种基于DIC技术的高速公路沿线板状结构风致变形的测量试验方法，属于风荷载振动测量技术领域。操作步骤如下：(1)试验准备，在试件表面前架设两台相机，在试件采集面上制做散斑并将此面作为试验数据采集面；(2)对试件进行风力加载试验，对试件采集面加载前后的图像信息进行采集；(3)采用DIC技术分析处理采集图像得到试件风力加载过程的变形规律。本发明通过DIC技术采集振动全过程的变形图像，对图像进行计算处理后，可以对特定风力下的位移方向、大小展开分析，对高速公路沿线设施的状态维护与安全检测具有重要参考意义。

技术领域

本发明涉及一种基于DIC技术的高速公路沿线板状结构风致振动的测量方 法，属于风荷载振动测量技术领域。

背景技术

防眩板的基本结构是把方形型钢作为纵向骨架，把一定厚度、宽度的板条按 一定的间隔固定在方形型钢上。防眩板厚度视采用材料不同而不同，也应根据防 眩板是否受力而有变化。在每个独立结构段内，一般有两块板为承力结构板与护 栏板连接固定。

现有的风致振动变形识别方法大多适用于高层建筑，桥梁等振动幅度较大， 或受风荷载面较大的结构，同时部分方法如GPS法受天气影响因素较大，ITD法 计算量较大，目前并没有适用于防眩板这类小型构件的识别方法。

汽车在100-120km/h会产生的90-120km/h风速的风，根据我国2012年6 月发布的《风力等级》国家标准相当于10级风。因此在经常遭受10级风荷载的 情况下，防眩板会产生振动，当振动幅值达到一定限度时，防眩板的结构会产生 破坏，汽车在高速行驶中与任何物的碰撞都是致命的，一旦防眩板结构破坏产生 解体或者开裂，所产生的碎片都会造成严重的人员伤亡和经济损失。在日常使用 中也会在各种环境作用下产生常规仪器难以测量的塑性变形，使用常规的人工检 测效率低，且无法判断防眩板的细小变形及隐性裂缝是否存在，耗时长，不能及 时将信息反馈给相关部门，时效性低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于DIC技术的高速公路沿线板状结 构风致振动变形的测量方法，通过DIC技术采集受风荷载全过程的变形图像，对 图像进行计算处理后，可以对不同种类、大小、形状的防眩板展开分析，追踪振 动变形的发展过程，对理论研究，工程应用具有重要意义。

术语解释：

DIC技术(数字图像处理技术)：是一种通过分析数字图像获取变形数据的 光学非接触测量方法，可以实时采集，其原理主要是数字图像匹配技术与双目立 体视觉技术。该方法首先对两个高速相机进行平面标定，进而实时采集各变形阶 段的散斑图像并利用数字图像相关算法实现物体表面变形点的匹配，而后根据变 形点的视差数据以及平面标定得到的相机参数重建物面计算点的三维坐标，最终 通过比较每一变形阶段测量区域内各点的三维坐标变化得到物面的全场变形信 息。

双目视觉原理：双目视觉是利用视差原理的一种视觉方法，原理图如图7 所示。

其理解公式为：空间中一点P在左右相机中的成像点，P_left＝(X_left,Y_left)， P_right＝(X_right,Y_right)。将两相机固定在同一平面上，则点P在Y方向的坐标是相同 的，即Y_left＝Y_right＝Y。根据三角原理，可得：

视差被定义为相同点在左右相机X方向的偏差，即Disparity＝X_left-X_right。 则点P在左相机坐标系下的位置可以表示为：

因此，对于空间中任意一点，若能在严格对齐的两相机中找到其成像点，即 可计算出其三维坐标。

本发明的技术方案如下：