[发明专利]一种测量结构位移的标志物及方法

说明书

本发明公开了一种测量结构位移的标志物及方法，所述标志物包括底板和设置在底板表面的标志图形；标志图形包括匹配模板、编码宽度校准单元、至少一个定位单元和至少一个编码区域单元；定位单元用于确定匹配模板和编码区域单元的位置；编码宽度校准单元根据自身占据的像素点个数，确定编码区域单元宽度占据的像素点个数；匹配模板用于对结构位移前后的标志物图像进行匹配；编码区域单元被提取进行像素扫描，获得编码数据，进而确定标志物的唯一编码ID，唯一编码ID中包含结构位移信息和历史数据。本发明提供的标志物对结构位移测量精度高，标志物唯一的编码ID包含结构位移信息和历史数据，可以实现高效率多点位移测量和历史数据分析的功能。

技术领域

本发明涉及视觉位移测量的技术领域，更具体地，涉及一种测量结构位移的标志物及方法。

背景技术

在视觉位移测量领域中，通常使用人工标志物作为特征点。合适的人工标志物，可以增加目标追踪和周围环境的区分度；并且，人工标志物能够简单高效的被计算机程序识别，进行图像处理可获得更高的计算精度。模板匹配作为视觉位移测量领域中的经典技术，其测量原理是，先在结构位移前图像中选定模板子区，然后模板子区在结构位移后图像进行滑动匹配，最后，根据匹配相关程度，确定模板子区的像素位移并根据相机标定几何关系转换为结构实际位移。由于模板匹配速度快，使用原始信息，无需预处理等优点，许多学者将人工标志物作为匹配模板，并且在结构位移的测量中进行广泛研究。目前，用于模板匹配的人工标志物仍存在一些问题。当对目标结构进行位移测量和数据分析时，需要人为的区分各个监测点对应的测量数据，工作量巨大，无法高效的实现多点位移测量和历史数据分析。

2019年9月20日公开的中国专利CN209417797U提供了一种基于混合标志的标定板，所述标定板的正面上设置有若干个标定结构，若干个所述标定结构中包括若干个第一标定结构和一个或多个第二标定结构，所述第二标定结构为二维码类图形结构；该标定板可以是实现对单点位移的准确测量，当进行多点位移测量时准确度会下降，同时标定速度也会降低，无法高效的实现多点位移测量。

发明内容

本发明为克服上述现有技术无法高效的实现多点位移测量和历史数据分析的缺陷，提供一种测量结构位移的标志物及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种测量结构位移的标志物，将标志物与结构固定连接，通过匹配结构位移前后的标志物图像，实现结构位移的测量；所述标志物包括底板和设置在底板表面的标志图形；所述标志图形包括匹配模板、编码宽度校准单元、至少一个定位单元和至少一个编码区域单元；匹配模板、编码宽度校准单元、定位单元和编码区域单元之间相离；

所述定位单元用于确定匹配模板和编码区域单元的位置；

所述编码宽度校准单元根据自身占据的像素点个数，确定编码区域单元宽度占据的像素点个数；

所述匹配模板用于对结构位移前后的标志物图像进行匹配；

所述编码区域单元被提取进行像素扫描，获得编码数据，进而确定标志物的唯一编码ID，唯一编码ID中包含结构位移信息和历史数据。

优选地，所述定位单元的数量为三个；三个定位单元的中心点和编码宽度校准单元的中心点之间依次连线构成正方形；所述匹配模板的中心点、底板的中心点和该正方形的中心点重合。

优选地，所述定位单元由a层黑白相间、环宽相等的同心圆环组成；最内层圆环的大圆直径与小圆直径具有比例关系x。

优选地，所述匹配模板由b层黑白相间、环宽相等的同心圆环组成；最内层圆环的大圆直径与小圆直径具有比例关系y。

优选地，所述编码区域单元的数量为四个，分别位于三个定位单元和编码宽度校准单元构成的正方形的四条边上；

编码区域单元由若干个两种颜色的码元组成，两种颜色的码元表示两种编码值；