[发明专利]基于数字图像的桥梁路面应变及裂纹检测分析系统及方法

权利要求书

1.一种基于数字图像的桥梁路面应变及裂纹检测分析系统，其特征在于，包括有一定自重的采集车、位于车前或车后且与车身有一定距离的第一套数字图像采集设备、位于车身中部的第二套数字图像采集设备、以及数据处理装置；其中，

两套数字图像采集设备，用来采集桥梁路面的数字图像；

采集车用来承载两套数字图像采集设备，在桥梁路面上一边行驶一边进行图像采集；

数据处理装置，用来对采集到的桥面图像进行运算，得到桥梁路面图像的位移场、应变场和裂纹信息；

所述数据处理装置包括预处理模块和相关运算模块，所述预处理模块用来对所采集到的两组处于不同载荷状态下桥面图像中的同一路段图像进行一一对应；采集车以速度v匀速行驶通过待测桥面，两套数字图像采集设备以频率f连续采集桥面的数字图像，两套数字图像采集设备间距为d；则第一套数字图像采集设备所采集到的图像序列中，第1幅图像A₁对应的桥梁路段，与第二套数字图像采集设备的图像序列中第1+df/v幅图像B_1+df/v的路段相对应，以此类推；若df/v不是整数，则A₁与其附近两幅相邻图像的部分分别对应；所述相关运算模块用来将一一对应的图像进行相关运算，得到位移场、应变场和裂纹信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字图像的桥梁路面应变及裂纹检测分析系统，其特征在于，两套数字图像采集设备具有相同的规格，相同的照明设备，相同的分辨率，且观测方向相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字图像的桥梁路面应变及裂纹检测分析系统，其特征在于，所述数字图像采集设备为单相机或多相机。

4.一种基于数字图像的桥梁路面应变及裂纹检测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将两套规格相同的数字图像采集设备安装于有一定自重的采集车上，第一套安装在车前或车后且与车身有一定距离，第二套安装于车身中部；

（2）将采集车以速度v匀速行驶通过待测桥面，两套数字图像采集设备以频率f连续采集桥面的数字图像，数字图像采集设备的视场大小为h；满足公式2fh>3v以使采集到的数字图像能够完整覆盖待测桥面；

（3）两套数字图像采集设备采集到两组处于不同载荷状态下桥面的数字图像后，将两组数字图像中，对桥面同一路段采集的图像进行一一对应；采集车以速度v匀速行驶通过待测桥面，两套数字图像采集设备以频率f连续采集桥面的数字图像，两套数字图像采集设备间距为d；则第一套数字图像采集设备所采集到的图像序列中，第1幅图像A₁对应的桥梁路段，与第二套数字图像采集设备的图像序列中第1+df/v幅图像B_1+df/v的路段相对应，以此类推；若df/v不是整数，则A₁与其附近两幅相邻图像的部分分别对应；

（4）利用桥面的自然纹理作为路面变形信息的载体，将一一对应的图像进行数字图像相关运算，得到位移场和应变场，识别局部应变较大处或位移不连续处即为裂纹产生或扩展的位置。