基于计算机视觉的高铁桥梁结构位移测量方法研究

发布时间：2024-07-07 19:13

　　近些年来,我国高铁建设加速成网,高铁成为人们出行的首要选择。高铁的修建一般采用“以桥带路”的方式,因此桥梁结构在高铁线路中占比极大。随着高铁运行时对桥梁的冲击,桥梁结构造成的损伤逐渐累积,严重时会造成重大安全事故。为保证高铁的安全运行,需要对高铁桥梁动态位移进行监测或定期检查。目前传统接触式测量方法效率低、成本高、架设困难,本文采用基于商用相机采集图像的方法,通过对两种基于特征点检测算法的设计优化,实现桥梁结构动位移的非接触测量,该方法具有高效、快速、准确的特点,主要的研究内容如下:(1)研究计算机视觉的实用测量方法。在对目前常用的三种计算机图像采集方式进行对比分析的基础上,采用单目视觉测量方式进行桥梁结构动态位移测量,明确实际物理距离与像素距离比例关系,确定相关转换系数计算公式,在传统视觉靶标的基础上总结适用于土木结构位移测量的靶标设计原则,提出一种新型圆形靶标并应用于实际桥梁模型动态位移测量。(2)两种桥梁位移测量识别方法的理论研究。针对SURF特征点算法进行多约束特征点提纯优化,有效剔除错误匹配点,并用此方法进行感兴趣区域定位提取;针对Harris角点检测算法进行优化设计,采用F...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 位移测量方法研究现状
        1.3.1 传统位移测量方法研究现状
        1.3.2 计算机视觉位移测量方法研究现状
        1.3.3 国内外文献综述简析
    1.4 本课题主要研究内容
第2章 基于计算机视觉的位移测量原理
    2.1 前言
    2.2 计算机视觉测量方式种类
    2.3 单目视觉测量相关原理
        2.3.1 相机成像原理
        2.3.2 相机标定
        2.3.3 确定转换系数
    2.4 靶标设计与选择
    2.5 本章小结
第3章 基于计算机视觉的位移识别方法
    3.1 前言
    3.2 图像预处理
    3.3 感兴趣区域提取
        3.3.1 特征点提取
        3.3.2 特征描述
        3.3.3 特征匹配
        3.3.4 目标提取
    3.4 基于特征光流算法的特征点识别追踪
        3.4.1 光流法基本原理
        3.4.2 基于SURF特征点检测的特征光流技术
    3.5 基于亚像素角点检测算法优化的目标识别追踪
        3.5.1 Harris角点检测基本原理
        3.5.2 基于Harris角点匹配的算法优化
        3.5.3 基于最小二乘法拟合圆心
    3.6 本章小结
第4章 基于计算机视觉的实验室位移测试试验验证
    4.1 前言
    4.2 试验台设备及模型
    4.3 实验工况介绍及数据处理
    4.4 实验室验证分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4003648