[发明专利]一种桥梁振动测试方法及相关装置

说明书

本申请公开了一种桥梁振动测试方法，包括接收无人机采集的桥梁振动时序图像，并对所述桥梁振动时序图像进行图像矫正处理；利用数字图像技术对图像矫正处理后的桥梁振动时序图像进行相关性分析得到振动位移时程曲线；对所述振动位移时程曲线以及测试激励点获得的力时程曲线进行傅里叶变换得到位移频响函数；对所述位移频响函数进行模态分析得到模态参数。该桥梁振动测试方法能够有效保障测试数据的完备性，提高桥梁振动测试的适用性与便捷性。本申请还公开了一种桥梁振动测试装置、设备、系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

技术领域

本申请涉及桥梁结构健康监测领域，特别涉及一种桥梁振动测试方法；还涉及一种桥梁振动测试装置、设备、系统以及计算机可读存储介质。

背景技术

传统的桥梁振动测试多采用接触式测试的方式，通过水准仪、百分表、加速度传感器和位移传感器等进行量测。上述方式需要布置的测点数量较多、操作复杂、成本较高，并且测点布置受限，因此只能采集到桥梁结构的局部位置的数据信息和低阶模态。从而，以此作为桥梁振动测试的实测数据会导致测试数据不完备，限制了在工程中桥梁结构的全尺度测试的应用，无法满足桥梁检测与评估的需要。相对于传统的检测技术，数字图像相关技术属于非接触式测量，它具有分布式传感能力，能够实现全场测量、精度高、操作方便，不会通过添加外部安装的传感器来增加结构的质量或刚度而影响真实的振动状态，并且克服了以往测量数据不完备的缺陷。此外，对于利用摄像机进行图像采集进而进行图像分析实现桥梁振动测试的方案，考虑到实际的桥梁工程情况，摄像机会受地形影响而不便于架设，从而使其工程应用受限。

有鉴于此，如何提供一种桥梁振动测试方案以克服上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种桥梁振动测试方法，能够有效保障测试数据的完备性，提高桥梁振动测试的适用性与便捷性。本申请的另一目的是提供一种桥梁测试装置、设备、系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种桥梁振动测试方法，包括：

接收无人机采集的桥梁振动时序图像，对所述桥梁振动时序图像进行图像矫正处理；

利用数字图像技术对图像矫正处理后的桥梁振动时序图像进行相关性分析得到振动位移时程曲线；

对所述振动位移时程曲线以及测试力锤激励点获得的力时程曲线进行傅里叶变换得到位移频响函数；

对所述位移频响函数进行模态分析得到模态参数。

可选的，所述对所述桥梁振动时序图像进行图像矫正处理包括：

根据x′_i＝Hx_i对所述桥梁振动时序图像进行图像矫正处理；

其中，x_i表示原始图像的固定匹配点，x′_i表示变换图像的固定匹配点，H表示单应性变换矩阵。

可选的，所述利用数字图像技术对图像矫正处理后的桥梁振动时序图像进行相关性分析得到振动位移时程曲线，包括：

基于对矫正处理后的桥梁振动时序图像进行相关性分析得到所述振动位移时程曲线；

其中，x、y表示桥梁振动时序图像的像素点，Δx、Δy表示变换图像的像素位移，I表示基准图像的灰度值，J表示变换图像的灰度值，B表示子像块的面积，C表示相关性。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种桥梁振动测试装置，包括：

图像接收模块，用于接收无人机采集的桥梁振动时序图像，并对所述桥梁振动时序图像进行图像矫正处理；

图像处理模块，用于利用数字图像技术对图像矫正处理后的桥梁振动时序图像进行相关性分析得到振动位移时程曲线；