[发明专利]基于机器视觉的隔震结构支座形变监测方法、装置及计算机设备

说明书

本发明实施例公开了基于机器视觉的隔震结构支座形变监测方法、装置及计算机设备。方法包括：获取至少两个相机的模板图像；获取至少两个相机的匹配图像；提取模板图像的特征点以及匹配图像的特征点；计算模板图像以及匹配图像的像素和物理尺寸对应关系；计算第二个相机与第二个靶标的初始距离；将模板图像的特征点以及匹配图像的特征点进行特征匹配，以得到匹配结果；根据匹配结果计算橡胶支座的水平位移以及竖直位移；对竖直位移进行校正，以得到校正结果；根据水平位移以及校正结果计算橡胶支座的三维空间位移。通过实施本发明实施例的方法可实现降低橡胶支座三维位移形变检测的成本，简化整个算法，提高鲁棒性以及精度。

技术领域

本发明涉及三维测量方法，更具体地说是指基于机器视觉的隔震结构支座形变监测方法、装置及计算机设备。

背景技术

大桥、大楼和铁路桥的支柱对横断面的支撑是刚性对刚性支撑，在轻微晃动或者时间久了很有可能会对支柱和横断面造成破坏导致大桥和大楼坍塌，造成不可估量的损失，这时需要柔性的橡胶支座在支柱和横断面之间进行缓冲，橡胶支座有效的缓解了支柱与横断面因晃动带来的损害。但是长时间下去，橡胶支座存在老化或者因为晃动造成支柱和横断面发生位移给大桥和大楼不安全因素。如果利用监测设备实时对支座进行监测，实时上报橡胶支座位移情况，提供实时预警能有效的减少灾害的发生，对智慧建筑建设有重大意义。

目前三维视觉监测的常用方法是3D相机测量方法，3D相机主要包括结构光和TOF相机，利用3D相机的物体点云信息能有效的计算物体到相机的距离。对橡胶支座位移监测来说3D相机成本高，算法复杂，鲁棒性差，精度不能满足要求。

因此，有必要设计一种新的方法，实现降低橡胶支座三维位移形变检测的成本，简化整个算法，提高鲁棒性以及精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于机器视觉的隔震结构支座形变监测方法、装置及计算机设备。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于机器视觉的隔震结构支座形变监测方法，包括：

获取至少两个相机的模板图像；

获取至少两个相机的匹配图像；

提取所述模板图像的特征点以及所述匹配图像的特征点；

计算所述模板图像以及所述匹配图像的像素和物理尺寸对应关系；

计算第二个相机与第二个靶标的初始距离；

将所述模板图像的特征点以及所述匹配图像的特征点进行特征匹配，以得到匹配结果；

根据所述匹配结果计算橡胶支座的水平位移以及竖直位移；

对所述竖直位移进行校正，以得到校正结果；

根据所述水平位移以及所述校正结果计算所述橡胶支座的三维空间位移。

其进一步技术方案为：所述至少两个相机安装在橡胶支座的一侧；在橡胶支座的一侧水平竖直安装至少两个相机和靶标，标记监测水平方向位移的相机为第一个相机，监测水平方向上的靶标为第一个靶标，监测竖直方向位移的相机为第二个相机，监测竖直方向上的靶标为第二个靶标。

其进一步技术方案为：所述计算所述模板图像以及所述匹配图像的像素和物理尺寸对应关系，包括：

根据所述模板图像的像素尺寸和所述模板图像的物理尺寸分别计算第一个相机以及第二个相机的像素和物理尺寸对应关系，以得到第一相机的尺度因子和第二个相机的尺度因子。

其进一步技术方案为：所述计算第二个相机与第二个靶标的初始距离，包括：

根据第二个相机的焦距、像元尺寸和第二个相机的尺度因子计算第二个相机到第二个靶标的初始距离。