CN112051139B - 管片接头抗剪刚度测量方法、***、设备及存储介质 - Google Patents

管片接头抗剪刚度测量方法、***、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明适用测量技术领域，提供了管片接头抗剪刚度测量方法、***、设备及存储介质，其中方法包括：利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取标定点的像素坐标及三维坐标，分别对相机进行标定，得到相机对应的标定参数；待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过相机获取待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取起点图像及终点图像中监测点的像素坐标，结合相机对应的标定参数，计算出监测点的三维坐标；根据起点图像及终点图像中监测点的像素坐标，得到待测管片在剪力作用下的错台量，并计算出待测管片的抗剪刚度值。本发明采用无接触的摄像测量方式，避免测量过程中产生大量耗材，测量精度高，且测量成本低。

Description

管片接头抗剪刚度测量方法、***、设备及存储介质
技术领域
本发明属于测量技术领域，尤其涉及管片接头抗剪刚度测量方法、***、设备及存储介质。
背景技术
盾构隧道中的衬砌结构是由若干管片用螺栓连接而成的非连续结构，管片接头力学性能的确定较为困难，在接头力学性能的几项参数中，接头抗剪刚度对结构内力计算及接头螺栓检算的影响尤为显著，因此，接头抗剪刚度的计算是一项重要的研究内容。传统的接头抗剪刚度测量的方法通常是在接头结构上贴电阻应变片，也称为电测法。这种方法操作方便，应用广泛，但也存在一些不足，例如一块应变片只能测量出一个接头的抗剪刚度，而且通常应变片不能回收利用，且由于接头抗剪刚度呈现出非线性的特性，其取值存在不确定性，因此需要做很多组实验，导致每次实验都会消耗大量的原材料，测量成本过高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管片接头抗剪刚度测量方法、***、设备及存储介质，旨在解决现有技术中的测量耗材过多、测量成本高问题。
第一方面，本发明提供了一种管片接头抗剪刚度测量方法，所述方法包括下述步骤：
利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数；
所述待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过所述相机获取所述待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，结合所述相机对应的标定参数，计算出所述监测点的三维坐标；
根据所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，得到所述待测管片在所述剪力作用下的错台量，并计算出所述待测管片的抗剪刚度值。
第二方面，本发明提供了一种管片接头抗剪刚度测量***，所述***包括：
标定单元，用于利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数；
三维坐标计算单元，用于所述待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过所述相机获取所述待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，结合所述相机对应的标定参数，计算出所述监测点的三维坐标；及
抗剪刚度值计算单元，用于根据所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，得到所述待测管片在所述剪力作用下的错台量，并计算出所述待测管片的抗剪刚度值。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
本发明实施例通过设置两台相机对待测管片进行测量，利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，对相机进行标定，利用共线方程把二维坐标转化为空间的三维坐标，根据监测点的三维坐标，得到待测管片在所述剪力作用下的错台量，并计算出所述待测管片的抗剪刚度值，实现管片接头抗剪刚度的无接触测量，测量过程无耗材，且测量精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的测量装置的示意图；
图2是本发明实施例一提供的测量装置中反力架的示意图；
图3是本发明实施例一提供的管片接头抗剪刚度测量方法的实现流程图；
图4是本发明实施例一提供的测量装置中待测管片的俯视图；
图5是本发明实施例一提供的待测管片受力的示意图；
图6是本发明实施例一提供的待测管片在剪力作用下的一种示意图；
图7是本发明实施例一提供的待测管片在剪力作用下的另一种示意图；
图8是本发明实施例二提供的管片接头抗剪刚度测量***的结构示意图；
图9是本发明实施例三提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、***、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
图1示出了本发明实施例一提供的测量装置的示意图，图2示出了本发明实施例一提供的测量装置中反力架的示意图，测量装置设置有两台相机，第一相机1及第二相机2，第一相机1及第二相机2固定在三脚架上，三脚架可升降及旋转，以确保可拍摄到待测管片3上的标定点及监测点，待测管片3放置在支座4上的，将反力架9的立柱锚固在地面上，液压千斤顶6设置于反力架9横梁上，通过同时调整水平滑块7和竖直滑块8，使液压千斤顶6通过加载板5能够将载荷传递到待测管片3上。
图3本发明实施例一提供的管片接头抗剪刚度测量方法的实现流程图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在步骤S101中，利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取标定点的像素坐标及三维坐标，分别对相机进行标定，得到相机对应的标定参数；
在本发明实施例中，测量之前需要对相机进行标定，即计算得到相机的标定参数。将坐标系的原点建立在支座底部的中点，以待测管片的横向作为x轴，待测管片的纵向作为y轴，竖直方向作为z轴，在待测管片上选取6个以上不共面的点，作为标定点。如图4，将管片进行拼接，管片内径1m，外径1.2m，对应弧长圆心角为60°，待测管片由5块管片十字拼接而成，A、B、C、D、E、F、G、H为管片角点，ab、cd为环缝，ad、bc为纵缝。选A、B、C、D、E、F、G、H作为标定点。在标定时，需对两台相机分别进行标定，调整相机，使得相机可以同时拍摄到上述6个标定点，通过相机获取标定图像，该标定图像包括上述6个标定点，通过读取该标定图像，从而获得该标定点的像素坐标及三维坐标，并结合共线方程确定相机的标定参数。
进一步地，利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取标定点的像素坐标及三维坐标，分别对相机进行标定，得到相机对应的标定参数的步骤，包括：
在待测管片上选取至少6个不共面的点作为所述标定点，通过第一相机获取所述标定点的第一标定图像；
读取第一标定图像中标定点的第一像素坐标及第一三维坐标，根据第一像素坐标及第一三维坐标的关系，得到第一相机的标定参数。
具体地，根据第一像素坐标(μ(I)，v(I))及第一三维坐标(X(I)，Y(I)，Z(I))的关系：
X(I)S(I)0+Y(I)S(I)1+Z(I)S(I)2+S(I)3-μ(I)X(I)S(I)8-μ(I)Y(I)S(I)9-μ(I)Z(I)S(I)10＝μ(I)
X(I)S(I)4+Y(I)S(I)5+Z(I)S(I)6+S(I)7-v(I)X(I)S(I)8-v(I)Y(I)S(I)9-v(I)Z(I)S(I)10＝v(I)
计算得到第一相机的标定参数S(I)0～S(I)10。
在本发明实施例中，先对第一相机进行标定，在待测管片上选取8个不共面的点作为标定点，分别为A、B、C、D、E、F、G、H，调整该第一相机，使得该第一相机可以获取到包含上述8个标定点的第一标定图像，即上述第一标定图像包括上述8个标定点，通过读取该第一标定图像，可以得到第一标定图像中标定点的第一像素坐标，分别为(μ(I)A，v(I)A)、(μ(I)B，v(I)B)、(μ(I)C，v(I)C)、(μ(I)D，v(I)D)、(μ(I)E，v(I)E)、(μ(I)F，v(I)F)、(μ(I)G，v(I)G)、(μ(I)H，v(I)H)，及第一三维坐标，分别为(X(I)A，Y(I)A，Z(I)A)、(X(I)B，Y(I)B，Z(I)B)、(X(I)C，Y(I)C，Z(I)C)、(X(I)D，Y(I)D，Z(I)D)、(X(I)E，Y(I)E，Z(I)E)、(X(I)F，Y(I)F，Z(I)F)、(X(I)G，Y(I)G，Z(I)G)、(X(I)H，Y(I)H，Z(I)H)。将上述第一像素坐标及第一三维坐标代入以下算式：
X(I)S(I)0+Y(I)S(I)1+Z(I)S(I)2+S(I)3-μ(I)X(I)S(I)8-μ(I)Y(I)S(I)9-μ(I)Z(I)S(I)10＝μ(I)
X(I)S(I)4+Y(I)S(I)5+Z(I)S(I)6+S(I)7-v(I)X(I)S(I)8-v(I)Y(I)S(I)9-v(I)Z(I)S(I)10＝v(I)
其中，S(I)0～S(I)10为第一相机的标定参数。
将上述算式用矩阵表达为：
L(I)S(I)＝U(I)
其中，
Figure BDA0002673153670000061
S(I)T＝[S(I)0 S(I)1 S(I)2 S(I)3 S(I)4 S(I)5 S(I)6 S(I)7 S(I)8 S(I)9 S(I)10]
U(I)T＝[μ(I)A v(I)A…μ(I)H v(I)H]
应用最小二乘解：S(I)＝(L(I)TL(I))-1L(I)TU(I)，得到S(I)，即得到第一相机的标定参数S(I)0～S(I)10。
进一步地，利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取标定点的像素坐标及三维坐标，分别对相机进行标定，得到相机对应的标定参数的步骤，还包括：
在待测管片上选取至少6个不共面的点作为标定点，通过第二相机获取标定点的第二标定图像；
读取第二标定图像中所述标定点的第二像素坐标及第二三维坐标，根据第二像素坐标及第二三维坐标的关系，得到第二相机的标定参数。
具体地，根据第二像素坐标(μ(Π)，v(Π))及第二三维坐标(X(Π)，Y(Π)，Z(Π))的关系：
X(Π)S(Π)0+Y(Π)S(Π)1+Z(Π)S(Π)2+S(Π)3-μ(Π)X(Π)S(Π)8-μ(Π)Y(Π)S(Π)9-μ(Π)Z(Π)S(Π)10＝μ(Π)
X(Π)S(Π)4+Y(Π)S(Π)5+Z(Π)S(Π)6+S(Π)7-v(Π)X(Π)S(Π)8-v(Π)Y(Π)S(Π)9-v(Π)Z(Π)S(Π)10＝v(Π)
计算得到第二相机的标定参数S(Π)0～S(Π)10。
在本发明实施例中，先对第二相机进行标定，在待测管片上选取8个不共面的点作为标定点，分别为A、B、C、D、E、F、G、H，调整该第二相机，使得该第二相机可以获取到包含上述8个标定点的第二标定图像，即上述第二标定图像包括上述8个标定点，通过读取该第二标定图像，可以得到第二标定图像中标定点的第二像素坐标，分别为(μ(Π)A，v(Π)A)、(μ(Π)B，v(Π)B)、(μ(Π)C，v(Π)C)、(μ(Π)D，v(Π)D)、(μ(Π)E，v(Π)E)、(μ(Π)F，v(Π)F)、(μ(Π)G，v(Π)G)、(μ(Π)H，v(Π)H)，及第二三维坐标，分别为(X(Π)A，Y(Π)A，Z(Π)A)、(X(Π)B，Y(Π)B，Z(Π)B)、(X(Π)C，Y(Π)C，Z(Π)C)、(X(Π)D，Y(Π)D，Z(Π)D)、(X(Π)E，Y(Π)E，Z(Π)E)、(X(Π)F，Y(Π)F，Z(Π)F)、(X(Π)G，Y(Π)G，Z(Π)G)、(X(Π)H，Y(Π)H，Z(Π)H)。将上述第二像素坐标及第二三维坐标代入以下算式：
X(Π)S(Π)0+Y(Π)S(Π)1+Z(Π)S(Π)2+S(Π)3-μ(Π)X(Π)S(Π)8-μ(Π)Y(Π)S(Π)9-μ(Π)Z(Π)S(Π)10＝μ(Π)
X(Π)S(Π)4+Y(Π)S(Π)5+Z(Π)S(Π)6+S(Π)7-v(Π)X(Π)S(Π)8-v(Π)Y(Π)S(Π)9-v(Π)Z(Π)S(Π)10＝v(Π)
其中，S(Π)0～S(Π)10为第二相机的标定参数。
将上述算式用矩阵表达为：
L(Π)S(Π)＝U(Π)
其中，
Figure BDA0002673153670000071
S(Π)T＝[S(Π)0 S(Π)1 S(Π)2 S(Π)3 S(Π)4 S(Π)5 S(Π)6 S(Π)7 S(Π)8S(Π)9 S(Π)10]
U(Π)T＝[μ(Π)A v(Π)A…μ(Π)H v(Π)H]
应用最小二乘解：S(Π)＝(L(Π)TL(Π))-1L(Π)TU(Π)，得到S(Π)，即得到第二相机的标定参数S(Π)0～S(Π)10。
在步骤S102中，待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过相机获取待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取起点图像及终点图像中监测点的像素坐标，结合相机对应的标定参数，计算出监测点的三维坐标。
在本发明实施例中，用2个液压千斤顶加载待测管片，待测管片的受力在环向和纵向上，如图5所示，待测管片在剪力M的持续作用下产生剪力错台量，通过相机获取待测管片接头处的监测点P、Q的起点图像及终点图像，起点图像为待测管片在受力起始时的状态图像，终点图像为当待测管片接头处破坏时的状态图像，在剪力M作用下，待测管片在受力起始时，待测管片接头处的监测点P、Q之间的错台量δ几乎为0，如图6所示，此时通过相机获取待测管片接头处的监测点的起点图像，在持续加载过程中，待测管片接头处逐渐错开，待测管片接头处的监测点P、Q之间的错台量δ逐渐变大，如图7所示，监测点P移动至P′，监测点Q移动至Q′当待测管片接头处破坏瞬间，停止拍摄，此时通过相机获取待测管片接头处的监测点的终点图像。根据起点图像及终点图像，可以读取到监测点的像素坐标，结合相机对应的标定参数，计算出监测点的三维坐标。
进一步地，通过相机获取待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取起点图像及终点图像中监测点的像素坐标的步骤，包括：
读取起点图像中第一监测点的起点像素坐标、第二监测点的起点像素坐标，及
读取终点图像中第一监测点的终点像素坐标、第二监测点的终点像素坐标。
在本发明实施例中，在剪力M作用下，待测管片在受力起始时，待测管片接头处的第一监测点P、第二监测点Q之间的错台量δ几乎为0，此时通过相机获取待测管片接头处的监测点的起点图像，读取起点图像中第一监测点P的起点像素坐标，由第一相机获取第一起点图像中第一监测点P的起点像素坐标
Figure BDA0002673153670000091
由第二相机获取第二起点图像中第一监测点P的起点像素坐标
Figure BDA0002673153670000092
及第一相机获取第一起点图像中第二监测点Q的起点像素坐标
Figure BDA0002673153670000093
第二相机获取第二起点图像中第二监测点Q的起点像素坐标
Figure BDA0002673153670000094
在持续加载过程中，待测管片接头处逐渐错开，待测管片接头处的监测点P、Q之间的错台量δ逐渐变大，第一监测点P移动至P′，第二监测点Q移动至Q′当待测管片接头处破坏瞬间，停止拍摄，此时通过相机获取待测管片接头处的监测点的终点图像，读取由第一相机获取第一终点图像中第一监测点的终点像素坐标
Figure BDA0002673153670000095
由第二相机获取第二终点图像中第一监测点的终点像素坐标
Figure BDA0002673153670000096
及由第一相机获取第一终点图像中第二监测点的终点像素坐标
Figure BDA0002673153670000097
由第二相机获取第二终点图像中第二监测点的终点像素坐标
Figure BDA0002673153670000098
进一步地，读取起点图像及终点图像中监测点的像素坐标，结合相机对应的标定参数，计算出监测点的三维坐标的步骤，包括：
根据第一监测点的起点像素坐标及相机对应的标定参数，计算得到第一监测点的起点三维坐标；
根据第一监测点的终点像素坐标及相机对应的标定参数，计算得到第一监测点的终点三维坐标；
根据第二监测点的起点像素坐标及相机对应的标定参数，计算得到第二监测点的起点三维坐标；及
根据第二监测点的终点像素坐标及相机对应的标定参数，计算得到第二监测点的终点三维坐标。
在本发明实施例中，第一相机相机及第二相机相机的标定参数分别为S(I)0～S(I)10、S(Π)0～S(Π)10，第一监测点的起点像素坐标分别为
Figure BDA0002673153670000099
及
Figure BDA00026731536700000910
计算得到第一监测点的起点三维坐标WP(XP，YP，ZP)：
WP＝(S′P TS′P)-1S′P TUP
其中，
Figure BDA0002673153670000101
Figure BDA0002673153670000102
在本发明实施例中，第一相机相机及第二相机相机的标定参数分别为S(I)0～S(I)10、S(Π)0～S(Π)10，第一监测点的终点像素坐标分别为
Figure BDA0002673153670000103
及
Figure BDA0002673153670000104
计算得到第一监测点的起点三维坐标WP′(XP′，YP′，ZP′)：
WP′＝(S′P′ TS′P′)-1S′P′ TUP′′
其中，
Figure BDA0002673153670000105
Figure BDA0002673153670000106
在本发明实施例中，第一相机相机及第二相机相机的标定参数分别为S(I)0～S(I)10、S(Π)0～S(Π)10，第二监测点的起点像素坐标分别为
Figure BDA0002673153670000107
及
Figure BDA0002673153670000108
计算得到第二监测点的起点三维坐标WQ(XQ，YQ，ZQ)：
Wθ＝(S′Q TS′Q)-1S′Q TUQ
其中，
Figure BDA0002673153670000109
Figure BDA00026731536700001010
在本发明实施例中，第一相机相机及第二相机相机的标定参数分别为S(I)0～S(I)10、S(Π)0～S(Π)10，第二监测点的终点像素坐标分别为
Figure BDA0002673153670000111
及
Figure BDA0002673153670000112
计算得到第二监测点的终点三维坐标WQ′(XQ′，YQ′，ZQ′)：
WQ′＝(S′Q′ TS′Q′)-1s′Q′ TUQ′
其中，
Figure BDA0002673153670000113
Figure BDA0002673153670000114
在步骤S103中，根据所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，得到所述待测管片在所述剪力作用下的错台量，并计算出所述待测管片的抗剪刚度值。
在本发明实施例中，监测点的三维坐标分别为(XP，YP，ZP)、(XP′，YP′，ZP′)、(XQ，YQ，ZQ)、(XQ′，YQ′，ZQ′)，计算出待测管片在剪力作用下的错台量δ：
Figure BDA0002673153670000115
其中，
Figure BDA0002673153670000116
Figure BDA0002673153670000117
计算出待测管片的抗剪刚度值K：
Figure BDA0002673153670000118
通过设置两台相机对待测管片进行测量，利用共线方程把二维坐标转化为空间的三维坐标，实现管片接头抗剪刚度的无接触测量。
实施例二：
图8示出了本发明实施例二提供的管片接头抗剪刚度测量***的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。在本发明实施例中，管片接头抗剪刚度测量***包括：
标定单元81，用于利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数；
三维坐标计算单元82，所述待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过所述相机获取所述待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，结合所述相机对应的标定参数，计算出所述监测点的三维坐标；及
抗剪刚度值计算单元83，根据所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，得到所述待测管片在所述剪力作用下的错台量，并计算出所述待测管片的抗剪刚度值。
进一步地，标定单元81，包括：
第一标定图像获取单元，用于在所述待测管片上选取至少6个不共面的点作为所述标定点，通过第一相机获取所述标定点的第一标定图像；及
第一相机标定单元，用于读取所述第一标定图像中所述标定点的第一像素坐标及第一三维坐标，根据所述第一像素坐标及所述第一三维坐标的关系，得到第一相机的标定参数。
进一步地，标定单元81，还包括：
第二标定图像获取单元，用于在所述待测管片上选取至少6个不共面的点作为所述标定点，通过第二相机获取所述标定点的第二标定图像；
第二相机标定单元，用于读取所述第二标定图像中所述标定点的第二像素坐标及第二三维坐标，根据所述第二像素坐标及所述第二三维坐标的关系，得到第二相机的标定参数。
进一步地，三维坐标计算单元82，还包括：
起点像素坐标读取单元，用于读取所述起点图像中第一监测点的起点像素坐标、第二监测点的起点像素坐标，及
终点像素坐标读取单元，用于读取所述终点图像中第一监测点的终点像素坐标、第二监测点的终点像素坐标。
需要说明的是，上述***/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
实施例三：
图9为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图9所示，该实施例的电子设备9包括：至少一个处理器90(图9中仅示出一个处理器)、存储器91以及存储在所述存储器91中并可在所述至少一个处理器90上运行的计算机程序92，所述处理器90执行所述计算机程序92时实现上述任意各个方法实施例中的步骤；
利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数；
所述待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过所述相机获取所述待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，结合所述相机对应的标定参数，计算出所述监测点的三维坐标；
根据所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，得到所述待测管片在所述剪力作用下的错台量，并计算出所述待测管片的抗剪刚度值。
所述电子设备9可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该移动终端可包括，但不仅限于，处理器90、存储器91。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是电子设备9的举例，并不构成对电子设备9的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器90可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器90还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器91在一些实施例中可以是所述移动终端9的内部存储单元，例如移动终端9的硬盘或内存。所述存储器91在另一些实施例中也可以是所述移动终端9的外部存储设备，例如所述移动终端9上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器91还可以既包括所述移动终端9的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器91用于存储操作***、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器91还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照***/移动终端的任何实体或***、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的***/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的***/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，***或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管片接头抗剪刚度测量方法，所述方法包括下述步骤：
利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数；
所述待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过所述相机获取所述待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，结合所述相机对应的标定参数，计算出所述监测点的三维坐标；
根据所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，得到所述待测管片在所述剪力作用下的错台量，所述监测点的三维坐标分别为(XP，YP，ZP)、(XP′，YP′，ZP′)、(XQ，YQ，ZQ)、(XQ′，YQ′，ZQ′)，计算出待测管片在剪力作用下的错台量δ：
Figure FDA0003369078750000011
其中，
Figure FDA0003369078750000012
Figure FDA0003369078750000013
并计算出所述待测管片的抗剪刚度值K：
Figure FDA0003369078750000014
其中，K为抗剪刚度值，δ为错台量，M为剪力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数的步骤，包括：
在所述待测管片上选取至少6个不共面的点作为所述标定点，通过第一相机获取所述标定点的第一标定图像；
读取所述第一标定图像中所述标定点的第一像素坐标及第一三维坐标，根据所述第一像素坐标及所述第一三维坐标的关系，得到第一相机的标定参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述读取所述第一标定图像中所述标定点的第一像素坐标及第一三维坐标，根据所述第一像素坐标及所述第一三维坐标的关系，得到第一相机的标定参数的步骤，包括：
根据所述第一像素坐标(μ(I)，v(I))及所述第一三维坐标(X(I)，Y(I)，Z(I))的关系：
X(I)S(I)0+Y(I)S(I)1+Z(I)S(I)2+S(I)3-μ(I)X(I)S(I)8-μ(I)Y(I)S(I)9-μ(I)Z(I)S(I)10＝μ(I)
X(I)S(I)4+Y(I)S(I)5+Z(I)S(I)6+S(I)7-v(I)X(I)S(I)8-v(I)Y(I)S(I)9-v(I)Z(I)S(I)10＝v(I)
计算得到第一相机的标定参数S(I)0～S(I)10。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数的步骤，还包括：
在所述待测管片上选取至少6个不共面的点作为所述标定点，通过第二相机获取所述标定点的第二标定图像；
读取所述第二标定图像中所述标定点的第二像素坐标及第二三维坐标，根据所述第二像素坐标及所述第二三维坐标的关系，得到第二相机的标定参数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，读取所述第二标定图像中所述标定点的第二像素坐标及第二三维坐标，根据所述第二像素坐标及所述第二三维坐标的关系，得到第二相机的标定参数的步骤，包括：
根据所述第二像素坐标(μ(Π)，v(Π))及所述第二三维坐标(X(П)，Y(П)，Z(Π))的关系：
X(П)S(П)0+Y(П)S(П)1+Z(П)S(П)2+S(П)3-μ(П)X(П)S(П)8-μ(П)Y(П)S(П)9-μ(П)Z(П)S(П)10＝μ(П)
X(П)S(П)4+Y(П)S(П)5+Z(П)S(П)6+S(П)7-v(П)X(П)S(П)8-v(П)Y(П)S(П)9-v(П)Z(П)S(П)10＝v(П)
计算得到第二相机的标定参数S(Π)0～S(Π)10。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述相机获取所述待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标的步骤，包括：
读取所述起点图像中第一监测点的起点像素坐标、第二监测点的起点像素坐标，及
读取所述终点图像中第一监测点的终点像素坐标、第二监测点的终点像素坐标。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，结合所述相机对应的标定参数，计算出所述监测点的三维坐标的步骤，包括：
根据所述第一监测点的起点像素坐标及所述相机对应的标定参数，计算得到所述第一监测点的起点三维坐标；
根据所述第一监测点的终点像素坐标及所述相机对应的标定参数，计算得到所述第一监测点的终点三维坐标；
根据所述第二监测点的起点像素坐标及所述相机对应的标定参数，计算得到所述第二监测点的起点三维坐标；及
根据所述第二监测点的终点像素坐标及所述相机对应的标定参数，计算得到所述第二监测点的终点三维坐标。
8.一种管片接头抗剪刚度测量***，其特征在于，所述***包括：
标定单元，用于利用两台相机对待测管片上的标定点进行拍摄，获取所述标定点的像素坐标及三维坐标，分别对所述相机进行标定，得到所述相机对应的标定参数；
三维坐标计算单元，用于所述待测管片在剪力的持续作用下产生错台量，通过所述相机获取所述待测管片接头处的监测点的起点图像及终点图像，并读取所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，结合所述相机对应的标定参数，计算出所述监测点的三维坐标；及
抗剪刚度值计算单元，用于根据所述起点图像及终点图像中所述监测点的像素坐标，得到所述待测管片在所述剪力作用下的错台量，并计算出所述待测管片的抗剪刚度值。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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