[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

说明书

公开一种基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，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：对两个标记点先后进行多次图像采集；步骤三：对各张图像分别进行切分处理以每张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；步骤四：分别计算各组所述标记点图像区域中的两个含标记点图像区域的灰度重心，得出各张图像中的两个标记点的中心的坐标，同时计算标记点的灰度点数；步骤五：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、灰度点数以及图像采集时间，得出应变‑时间曲线。该方法可以实现针对无法直接布设表面应变计的结构进行连续非接触式监测。

技术领域

本发明涉及建筑施工领域结构变形监测技术领域，更具体地，涉及一种基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法。

背景技术

施工过程中，需要对结构变形进行长期监测，现有结构监测多采用在结构表面安装表面应变计的方法，进而监测结构变形。表面应变计适用于长期布设在水工结构物或其它结构物的表面，测量结构物表面的应变量，一般由应变计、安装夹具、信号传输电缆等组成。当被测结构物的应力发生变化时，应变计同步感受变形，变形通过前、后端座传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的应变量。

常规技术需要提前在被监测结构安装表面应变计，且施工过程需注意保护应变计安全，如有破坏需重新安置且结构初始应变量无法统计。由于目前国内施工人员整体文化素养不高，施工过程中表面应变计极易被损坏，安装及修复成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够实现针对无法直接布设表面应变计的结构进行连续非接触式监测的基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明提供一种基于数字图像处理的非接触式监测结构变形的方法，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。

优选地，所述标记点的形状为圆形，所述预设距离为100-200mm。

优选地，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。

优选地，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。