单目视频挠度仪
多点、非接触、远距离高精度测量
挠度是评估桥梁结构健康状态的重要指标， 基于摄像测量原理的挠度测量方法与其他挠度测量技术相比具有显著优势，可以直接进行远程测量，节省大量的工作时间和成本， 目前已经被逐步应用在实际测量中。我们承接之前的工作，采用一种计算每个测量点到相机仰角变化的斜光轴摄像挠度测量方法， 结合工业相机和倾角传感器，开发了一套单目视频挠度仪
为了得到图像上更多位置的高精度的挠度测量结果，我们提出了一种基于测点到相机光线仰角变化的挠度测量方法，可对视场中任意处位置的挠度精确测量，并结合数字图像相关方法开发了单目视频挠度仪，实现了远距离非接触测量目标点的竖直挠度或位移，可替代传统的百分表、水准仪、LVDT、位移传计等位移传感器。
独特优势
· 图像去雾，灰度增强；
· 曝光时间自动调节；
· 实时多点位移输出、显示；
· 挠度数据滤波、频域分析；
· 定制化功能扩展--根据用户需求，灵活添加新功能。
系统主要技术指标
图像分辨率 | 500 万像素 | 测量距离 | 0.3-500 米 |
测量点数 | 40 | 数据输出频率 | 40Hz |
测量精度 | ±0.05mm@10m |
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应用实例
混凝土三跨箱梁铁路桥主跨跨中挠度测量试验
我们使用单目视频挠度仪对一混凝土三跨箱梁铁路桥主跨跨中位置的挠度进行了现场可行性测试。测试现场如图 1 所示：
图 1. 铁路桥跨中挠度测量
单目视频挠度仪架设在桥底一侧绿化带内，距离该桥主跨跨中位置约 75 米。测试选用焦距为 50mm 的成像镜头，对准跨中位置，图像空间分辨率为 2048 × 1536 像素， 在图像中选择一个测量点开始测量后，该位置的挠度以 58 Hz 的频率实时输出。整个测量过程中，系统通过自适应曝光调节算法动态的控制相曝光时间，防止测量点受光照变化变得过暗或过曝，测量到两列地铁交汇经过时跨中挠度结果如图 2 所示：
图 2. 两列地铁交汇经过跨中时挠度结果