[发明专利]一种基于计算机视觉的双平臂抱杆施工过程位移监测方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机视觉的双平臂抱杆施工过程位移监测方法，包括步骤：在输电塔塔身附近安装地面摄像头，确保输电塔塔身在地面摄像头的视频画面内；在抱杆两侧平臂的载重小车上各安装一个平臂摄像头，确保输电塔塔身和抱杆塔身在平臂摄像头的视频画面内；通过选取位移监测点、粘贴标志物、标定摄像头、计算标志物所有时刻的位移、获得位移时程曲线的步骤，分别实现输电塔沉降位移监测、抱杆塔身位移监测和抱杆平臂位移监测。本发明能够实现施工过程输电塔塔身整体沉降位移的监测、吊装过程与风荷载作用下对抱杆塔身位移以及抱杆平臂位移的监测。

技术领域

本发明属于抱杆技术领域，具体涉及一种基于计算机视觉的双平臂抱杆施工过程位移监测方法。

背景技术

超大型输电塔施工过程中采用双平臂抱杆进行构件吊装、组装，抱杆结构高度大且截面尺寸小，利用腰环、拉索与输电塔塔身相连以增加侧向约束，但在吊装或者受较大风力时依然会产生较大变形，因此有必要采取措施对施工过程中的抱杆实施监测以确保结构安全。

对于输电塔，塔身组装过程中重量不断增加，塔身整体沉降是施工过程中的主要监测内容；对于抱杆结构，因其下部通过拉索与输电塔塔身相连的部分具有较大侧向刚度，但抱杆塔身顶部与平臂受风力或者吊装较大重量时可能产生较大位移。因此监控抱杆塔身、平臂在受风荷载或吊装重量时的变形，对保障施工安全、抱杆结构设计具有重要意义。

传统的抱杆安全监控系统的监控内容一般包括起吊重量、力矩、风速等，而位移监测实现难度较大，因为抱杆结构高耸，难以为位移传感器提供静态的安装位置或参考点，且监测距离有限。

随着相机的普及与图像处理技术的发展，基于计算机视觉的位移监测方法越来越普遍，通过在监测目标附近安装监控相机，可以实现对目标位移的远距离、非接触式监测。但传统的计算机视觉位移监测方法的应用场景一般为室内或较固定的环境，监控相机安装于固定的支座。在抱杆施工场景下，监控摄像头会随着抱杆结构在受荷载时发生移动，这给位移监测带来较大难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于计算机视觉的双平臂抱杆施工过程位移监测方法，能够实现施工过程输电塔塔身整体沉降位移的监测、吊装过程与风荷载作用下对抱杆塔身位移以及抱杆平臂位移的监测。

本发明提供了如下的技术方案：

一种基于计算机视觉的双平臂抱杆施工过程位移监测方法，包括以下步骤：

在输电塔塔身附近安装地面摄像头，确保输电塔塔身在地面摄像头的视频画面内；在抱杆两侧平臂的载重小车上各安装一个平臂摄像头，确保输电塔塔身和抱杆塔身在平臂摄像头的视频画面内；

通过选取位移监测点、粘贴标志物、标定摄像头、计算标志物所有时刻的位移、获得位移时程曲线的步骤，分别实现输电塔沉降位移监测、抱杆塔身位移监测和抱杆平臂位移监测。

进一步的，输电塔沉降位移监测的方法，包括以下步骤：

待输电塔的低层安装完成，在输电塔塔身的合适位置选取沉降监测点，并粘贴标志物，确保标志物在地面摄像头的视频画面里成像清晰，然后标定地面摄像头；

在输电塔上层安装过程中，计算标志物在t时刻相对于初始时刻的位移；

继续计算所有时刻下标志物相对于初始时刻的位移，得到输电塔塔身的位移时程曲线。

进一步的，抱杆塔身位移监测的方法，包括以下步骤：

将平臂摄像头移动至平臂合适处，镜头朝内拍摄平臂以下最高处的抱杆与输电塔塔身，确保图像清晰；

分别在输电塔塔身与抱杆塔身适当位置处选取位移监测点，并粘贴标志物，然后标定平臂摄像头；