CN106482655A - 一种高层结构剪切变形的z型摄像测量方法 - Google Patents
一种高层结构剪切变形的z型摄像测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106482655A CN106482655A CN201610858797.8A CN201610858797A CN106482655A CN 106482655 A CN106482655 A CN 106482655A CN 201610858797 A CN201610858797 A CN 201610858797A CN 106482655 A CN106482655 A CN 106482655A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- section
- displacement
- mark
- digital camera
- detrusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,包括以下步骤:选取待测结构的其中一个侧面布置剪切变形测点,将待测结构沿高度进行分区,并采用Z型阵列布置剪切变形测点;构建单位测量***,每个单位测量***由标志物与一对数字摄像机组成,每个测点均安装单位测量***;每台数字摄像机分别监测相邻以上两个区段的标志物,获取标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移;扣除层间位移中标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移,获取更精确的层间位移角,避免使用测斜仪获取层间位移角;利用层间位移角以及偏移位移,获取各个区段的侧向位移。本方法能够精确测量层间位移角、能够克服光路不通视的局限、操作简单、成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及摄像测量技术领域,具体涉及一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法。
背景技术
随着计算机视觉、数字摄像机等技术的发展,摄像测量以其远距离、非接触、高分辨率等特点在结构健康监测中得到迅速发展和应用。针对以剪切变形为主的高层结构的层间位移以及层间位移角测量,传统摄像测量方法是在不动基准点放置数字摄像机来直接观测各测点的位移,并利用层间位移与层间高度的比值获取层间位移角。但该方法所获得的层间位移角误差较大,且不规则的高层结构在全高范围内可能存在光路不通视的问题。若利用测斜仪来观测层间位移角,虽能得到精确的层间位移角,但很大程度上增加了测量***成本和复杂程度。因此,我们需要一种更加精确、能够克服不通视光路的局限、且简单低成本的新型摄像测量技术。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种能够精确测量层间位移角、能够克服光路不通视的局限、操作简单、成本低廉的高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,包括以下步骤:
(1)选取待测结构的其中一个侧面布置剪切变形测点。根据层间位移及层间位移角的测量精度需求等,将待测结构沿高度进行分区,并采用Z型阵列布置剪切变形测点,即沿高度方向自下而上交替选取各个区段的左下角点和右下 角点为剪切变形测点,若第一区段选择左下角点为剪切变形测点,则第二区段选择右下角点为剪切变形测点,以此类推;
(2)构建单位测量***,每个单位测量***由标志物与一对(两台)数字摄像机组成。除底层测点处仅安装一对数字摄像机以及顶端两测点仅设置标志物外,其余测点处均安装一个单位测量***。标志物自下而上分别表示为T1、T2......Tn,每对数字摄像机自下而上分别表示为C0LC0R、C1LC1R......C(n-2)LC(n-2)R,由于测点采用Z型阵列布置,因此,奇数标志物与偶数标志物分立两列,形成一个通透的相机链位***;
(3)以底层测点为不动基准点,数字摄像机C0L对标志物T1进行监测,获取标志物T1的侧向位移δ1,即第一区段的侧向位移;C0R对标志物T2进行监测,获取标志物T2的侧向位移δ2,即第二区段的侧向位移;第一区段的层间位移即为其侧向位移,第二区段的层间位移为第二区段的侧向位移与第一区段的侧向位移的差值;
(4)数字摄像机C1R对标志物T2进行监测,获取标志物T2相对于数字摄像机C1R光轴方向的平行偏移位移Δ2,1;数字C1L对标志物T3进行监测,获取标志物T3相对于数字摄像机C1L光轴方向的平行偏移位移Δ3,1;
(5)根据第一区段的侧向位移δ1、第二区段的侧向位移δ2、以及标志物T2相对于数字摄像机C1R光轴方向的平行偏移位移Δ2,1,获取第一区段的层间位移角,即:
(6)根据第一区段的侧向位移δ1、第二区段的侧向位移δ2、第一区段的层间位移角θ1、以及标志物T3相对于数字摄像机C1L光轴方向的平行偏移位移Δ3,1,获取第三区段的侧向位移,即:δ3=δ1+(L2+L3)tanθ1+Δ3,1,第三区段的层间位移为第三区段的侧向位移与第二区段的侧向位移的差值;
(7)对于第三区段以上的各个区段,重复步骤(5)、步骤(6),可依次得到各个区段的层间位移以及层间位移角,即:
δn=δn-2+(Ln-1+Ln)tanθn-2+Δn,n-2(n≥3)。
作为优选的,步骤(1)中,与传统摄像测量方法将数字摄像机放置在不动基准点直接观测各个区段的侧向位移不同,新型Z型摄像测量法为了精确测量层间位移角,每个区段均安装标志物和数字摄像机,每个测点可同时被相邻以下两个区段的数字摄像机监测。为了形成通透的相机链位,采用Z型阵列布置剪切变形测点。
步骤(2)中,为了精确测量层间位移角以及层间位移,每个单位测量***需设置两台摄像机,每台数字摄像机分别监测相邻以上两个区段的标志物。
步骤(3)、(4)中,除了位于底层测点处的数字摄像机外,其它测点处的数字摄像机监测的并非是两个标志物之间的相对位移,而是该标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移。
步骤(5)中,为了获得真实的层间位移角,层间位移角的计算扣除了层间位移中标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移。
步骤(6)中,不同于传统摄像测量方法中各个区段的侧向侧移可以直接观测得到,新型Z型摄像测量法中各个区段的侧向位移是在层间位移角、偏移位移的基础上间接得到的。
本发明的优点是:与现有技术相比,本发明能够精确测量层间位移角、能够克服光路不通视的局限、操作简单、成本低廉。采用Z型阵列布置数字摄像机并在每个区段的测量***增加一个额外的数字摄像机,创建多余的观测值以避免使用测斜仪来测量层间位移角,大大节省成本以及降低测量难度。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例单位测量***的结构示意图;
图2为本发明实施例标志物偏移位移示意图;
图3为本发明实施例的几何关系图。
具体实施方式
参见图1、图2和图3,本发明公开的一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,包括以下步骤:
(1)选取待测结构的其中一个侧面布置剪切变形测点。根据层间位移及层间位移角的测量精度需求等,将待测结构沿高度进行分区,并采用Z型阵列布置剪切变形测点,即沿高度方向自下而上交替选取各个区段的左下角点和右下角点为剪切变形测点,若第一区段选择左下角点为剪切变形测点,则第二区段选择右下角点为剪切变形测点,以此类推;
(2)构建单位测量***,每个单位测量***由标志物与一对(两台)数字摄像机组成。除底层测点处仅安装一对数字摄像机以及顶端两测点仅设置标志物外,其余测点处均安装一个单位测量***。标志物自下而上分别表示为T1、T2......Tn,每对摄像机自下而上分别表示为C0LC0R、C1LC1R......C(n-2)LC(n-2)R,如图1所示,由于测点采用Z型阵列布置,因此,奇数标志物与偶数标志物分立两列,形成一个通透的相机链位***;
(3)以底层测点为不动基准点,数字摄像机C0L对标志物T1进行监测,获取标志物T1的侧向位移δ1,即第一区段的侧向位移;数字摄像机C0R对标志物T2进行监测,获取标志物T2的侧向位移δ2,即第二区段的侧向位移;第一区段的层间位移即为其侧向位移,第二区段的层间位移为第二区段的侧向位移与第一区 段的侧向位移的差值;
(4)数字摄像机C1R对标志物T2进行监测,获取标志物T2相对于数字摄像机C1R光轴方向的平行偏移位移Δ2,1;数字摄像机C1L对标志物T3进行监测,获取标志物T3相对于数字摄像机摄像机C1L光轴方向的平行偏移位移Δ3,1,图2所示。
(5)根据第一区段的侧向位移δ1、第二区段的侧向位移δ2、以及标志物T2相对于数字摄像机C1R光轴方向的平行偏移位移Δ21,获取第一区段的层间位移角,即:
(6)根据第一区段的侧向位移δ1、第二区段的侧向位移δ2、第一区段的层间位移角θ1、以及标志物T3相对于数字摄像机C1L光轴方向的平行偏移位移Δ3,1,获取第三区段的侧向位移,几何关系图3所示,即:δ3=δ1+(L2+L3)tanθ1+Δ3,1,第三区段的层间位移为第三区段的侧向位移与第二区段的侧向位移的差值;
(7)对于第三区段以上的各个区段,重复步骤(5)、步骤(6),可依次得到各个区段的层间位移以及层间位移角,即:
δn=δn-2+(Ln-1+Ln)tanθn-2+Δn,n-2(n≥3)。
作为优选的,步骤(1)中,与传统摄像测量方法将数字摄像机放置在不动基准点直接观测各个区段的侧向位移不同,新型Z型摄像测量法为了精确测量层间位移角,每个区段均安装标志物和数字摄像机,每个测点可同时被相邻以下两个区段的数字摄像机监测。为了形成通透的相机链位,采用Z型阵列布置剪切变形测点。
步骤(2)中,为了精确测量层间位移角以及层间位移,每个单位测量***需设置两台摄像机,每台数字摄像机分别监测相邻以上两个区段的标志物。
步骤(3)、(4)中,除了位于底层测点处的数字摄像机外,其它测点处 的数字摄像机监测的并非是两个标志物之间的相对位移,而是该标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移。
步骤(5)中,为了获得真实的层间位移角,层间位移角的计算扣除了层间位移中标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移。
步骤(6)中,不同于传统摄像测量方法中各个区段的侧向侧移可以直接观测得到,新型Z型摄像测量法中各个区段的侧向位移是在层间位移角、偏移位移的基础上间接得到的。
本发明能够精确测量层间位移角、能够克服光路不通视的局限、操作简单、成本低廉。采用Z型阵列布置数字摄像机并在每个区段的测量***增加一个额外的数字摄像机,创建多余的观测值以避免使用测斜仪来测量层间位移角,大大节省成本以及降低测量难度。
上述实施例对本发明的具体描述,只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限定,本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)选取待测结构的其中一个侧面布置剪切变形测点,将待测结构沿高度进行分区,并采用Z型阵列布置剪切变形测点;
(2)构建单位测量***,每个单位测量***由标志物与一对数字摄像机组成;标志物自下而上分别表示为T1、T2......Tn,每对数字摄像机自下而上分别表示为C0LC0R、C1LC1R......C(n-2)LC(n-2)R;
(3)以底层测点为不动基准点,数字摄像机C0L对标志物T1进行监测,获取第一区段的侧向位移δ1;数字摄像机C0R对标志物T2进行监测,获取第二区段的侧向位移δ2;第一区段的层间位移为其侧向位移,第二区段的层间位移为第二区段的侧向位移与第一区段的侧向位移的差值;
(4)数字摄像机C1R对标志物T2进行监测,获取标志物T2相对于数字摄像机C1R光轴方向的平行偏移位移Δ2,1;数字摄像机C1L对标志物T3进行监测,获取标志物T3相对于数字摄像机C1L光轴方向的平行偏移位移Δ3,1;
(5)根据第一区段的侧向位移δ1、第二区段的侧向位移δ2、以及标志物T2相对于数字摄像机C1R光轴方向的平行偏移位移Δ2,1,获取第一区段的层间位移角为
(6)根据第一区段的侧向位移δ1、第二区段的侧向位移δ2、第一区段的层间位移角θ1、以及标志物T3相对于数字摄像机C1L光轴方向的平行偏移位移Δ3,1,获取第三区段的侧向位移为δ3=δ1+(L2+L3)tanθ1+Δ3,1,第三区段的层间位移为第三区段的侧向位移与第二区段的侧向位移的差值;
(7)对于第三区段以上的各个区段,重复步骤(5)、步骤(6),可依次得到各个区段的层间位移以及层间位移角。
2.根据权利要求1所述的一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,其特征在于:步骤(1)中,采用Z型阵列布置剪切变形测点,每个测点均安装标志物和数字摄像机,每个测点可同时被相邻以下两个区段的数字摄像机监测。
3.根据权利要求1所述的一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,其特征在于:步骤(2)中,每个单位测量***设置两台数字摄像机,每台数字摄像机分别监测相邻以上两个区段的标志物。
4.根据权利要求1所述的一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,其特征在于,步骤(3)、(4)中,除了位于底层测点处的数字摄像机外,其它测点处的数字摄像机监测的并非是两个标志物之间的相对位移,而是该标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移。
5.根据权利要求1所述的一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,其特征在于:步骤(5)中,层间位移角的计算扣除了层间位移中标志物相对于数字摄像机光轴方向的平行偏移位移,可获得真实的层间位移角。
6.根据权利要求1所述的一种高层结构剪切变形的Z型摄像测量方法,其特征在于:步骤(6)中,各个区段的侧向位移并非直接观测得到的,而是在层间位移角、偏移位移的基础上间接得到的。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610858797.8A CN106482655B (zh) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 一种高层结构剪切变形的z型摄像测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610858797.8A CN106482655B (zh) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 一种高层结构剪切变形的z型摄像测量方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106482655A true CN106482655A (zh) | 2017-03-08 |
CN106482655B CN106482655B (zh) | 2019-01-04 |
Family
ID=58268819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610858797.8A Expired - Fee Related CN106482655B (zh) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 一种高层结构剪切变形的z型摄像测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106482655B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1405736A (zh) * | 2002-11-15 | 2003-03-26 | 清华大学 | 基于近景摄影测量的脑电电极空间定位方法 |
WO2009131389A2 (ko) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Lee Kuen-Ho | 구조물 변위 측정 시스템 |
CN202329609U (zh) * | 2011-08-15 | 2012-07-11 | 长安大学 | 一种测量钢筋混凝土框架梁柱节点变形的新装置 |
CN103234462A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-07 | 温州大学 | 一种结构位移逆向摄像测量方法 |
-
2016
- 2016-09-28 CN CN201610858797.8A patent/CN106482655B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1405736A (zh) * | 2002-11-15 | 2003-03-26 | 清华大学 | 基于近景摄影测量的脑电电极空间定位方法 |
WO2009131389A2 (ko) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Lee Kuen-Ho | 구조물 변위 측정 시스템 |
CN202329609U (zh) * | 2011-08-15 | 2012-07-11 | 长安大学 | 一种测量钢筋混凝土框架梁柱节点变形的新装置 |
CN103234462A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-07 | 温州大学 | 一种结构位移逆向摄像测量方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
卢成原,秦良忠,周华飞: "结构动态位移远距离摄像测量精度评价", 《浙江工业大学学报》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106482655B (zh) | 2019-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103033132B (zh) | 基于单目视觉的平面测量方法及装置 | |
CN105486235B (zh) | 一种球机视频画面中的目标度量方法 | |
JP2010096723A (ja) | 物体の距離導出装置 | |
CN107917695B (zh) | 一种基于图像识别技术的房屋倾斜监测方法 | |
CN105988307B (zh) | 用于预估曝光工艺的焦点和剂量的方法和装置 | |
US7729562B2 (en) | Method of detecting alignment error of lenses and compensating for image distortion in 3D lenticular display | |
CN108106801A (zh) | 桥隧病害非接触检测***及检测方法 | |
CN102661717A (zh) | 铁塔单目视觉测量方法 | |
RU2626051C2 (ru) | Способ определения дальностей до объектов по изображениям с цифровых видеокамер | |
US11100627B2 (en) | Detecting method and device for display panel | |
CN112254663B (zh) | 一种基于影像识别的平面变形监测测量方法及其*** | |
US20140254916A1 (en) | Methods for measuring overlays | |
CN104395692A (zh) | 三维测定方法、装置、***以及图像处理装置 | |
CN104764401B (zh) | 一种发动机柔性喷管摆角及摆心测量方法 | |
JPH07167649A (ja) | 距離測定装置 | |
CN104851088A (zh) | 一种高铁检测***的线阵相机标定设备及标定方法 | |
CN114608525B (zh) | 一种基于视觉传递的隧道沉降监测方法、装置及存储介质 | |
CN111189403A (zh) | 一种隧道变形的监测方法、装置及计算机可读存储介质 | |
CN112802123B (zh) | 一种基于条纹虚拟靶标的双目线阵相机静态标定方法 | |
CN105865349A (zh) | 一种大型建筑物位移监测方法 | |
CN108762005B (zh) | 掩膜版曝光偏移量检测方法、装置、计算机和存储介质 | |
CN114926440A (zh) | 一种基于同心椭圆弦长比的单晶硅直径检测方法及装置 | |
CN106643567A (zh) | 一种车道偏移***产线标定板的校验方法及*** | |
CN115761509A (zh) | 基于图像识别的多测点轨道形位病害测量方法 | |
CN109813278B (zh) | 测距模型修正方法、测距方法、装置以及自动驾驶*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190104 Termination date: 20210928 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |