[发明专利]基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法

权利要求书

1.一种基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，包括：

步骤一：在待监测结构的表面间隔预设距离作两个标记点；

步骤二：对两个所述标记点先后进行多次图像采集，每次对两个所述标记点采集一张图像，从而得到多张图像；

步骤三：读取采集到的各张图像，并对各张所述图像分别进行切分处理，对每张所述图像进行切分处理时，以每张所述图像中的各个标记点为中心分别切分出一含标记点图像区域，从而将每张图像中的两个标记点分别切分出来，每张图像中切分出来的两个所述含标记点图像区域形成一组标记点图像区域；

步骤四：分别计算各组所述标记点图像区域中的两个所述含标记点图像区域的灰度重心，从而得出各张图像中的两个标记点的中心在各自对应的所述含标记点图像区域中的坐标，同时计算所述标记点的灰度点数；

步骤五：根据各张图像中的两个标记点在各自对应的所述含标记点图像区域中的坐标，求取各张图像中两标记点之间的距离；

步骤六：根据得到的各张图像中，两个标记点之间的距离值、两个标记点各自的灰度点数以及图像采集时间，得出应变-时间曲线。

2.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述标记点的形状为圆形，所述预设距离为100-200mm。

3.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述步骤二包括：

(a)、对待监测结构的表面上的两个所述标记点进行首次图像采集，同时记录图像采集的时间，从而完成初始数据采集；

(b)、根据监测频率要求，定期对两个所述标记点进行后续图像的采集，同时记录每次图像采集的时间。

4.根据权利要求1或3所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述步骤二中，对两个所述标记点多次进行图像采集时，保持图像采集时采集环境的亮度值处于预设范围内，从而使得获得的多张图像之间的亮度值之间处于亮度预设范围内。

5.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述步骤三中，采用imcrop函数将所述含标记点图像区域切出，或者采用直接搜寻标记点的方法，实现对所述含标记点图像区域的切出。

6.根据权利要求5所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，当采用imcrop函数实现对所述含标记点图像区域的切出时，包括两种方法，其中，

第一种方法为：一是给定区域向量切分，函数返回切分后的图像矩阵；

第二中方法为：交互式操作切分，函数返回切分后图像矩阵，同时返回区域向量。

7.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述步骤四包括：

根据实际情况判断是否先将待处理的所述含标记点图像区域进行反色再计算，如果判定需要进行反色处理，则首先对将待处理的所述含标记点图像区域进行反色处理，如果判定无需进行反色处理，再直接进入下一步骤；

对待处理的所述含标记点图像区域进行二值化处理，并对二值化时的阈值进行多次尝试选择，直至找到最佳阈值；

确定好所述最佳阈值后，计算所述含标记点图像区域的灰度重心，得出各个所述标记点的中心在各自对应的所述含标记点图像区域中的坐标，同时计算所述标记点的灰度点数。

8.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述步骤五包括：

根据各张图像中的两个标记点在各自对应的所述含标记点图像区域中的坐标，以及切分图像时的区域向量，将两个标记点的坐标转换至同一坐标系，计算出两个标记点的距离，从而得到两个所述标记点之间的应变值。

9.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述含标记点图像区域中，所述标记点占所述含标记点图像区域预设面积比例。

10.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，其特征在于，所述预设面积比例大于等于80％。