工程實踐中經(jīng)常需要進(jìn)行多測點位移攝影測量,傳統(tǒng)的測試設(shè)備包括位移計、加速度計、差分GPS等,主要是接觸式測量,需要將測試傳感器固定在所測結(jié)構(gòu)上,這給實際應(yīng)用帶來許多安裝困難。而且,傳統(tǒng)測試方法在需要進(jìn)行多點測量的時候,耗時耗力費用高。
隨著計算機(jī)攝影測量技術(shù)的發(fā)展, 攝影測量在結(jié)構(gòu)位移測量中的應(yīng)用越來越廣。 例如利用攝影測量方法可檢測混凝土結(jié)構(gòu)在脫水收縮過程中的變形、梁破壞實驗中的變形、橋梁振動情況等。
攝影測量基于立體視覺原理,通過相機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定、模式識別技術(shù)進(jìn)行圖像特征點跟蹤,最終可測量得到結(jié)構(gòu)位移量。 基于計算機(jī)視覺的非接觸式動靜態(tài)位移測試系統(tǒng),解決了多點位移測試難題。從實用性角度而言,基于機(jī)器視覺的位移測試方法可以有效解決測試量程受限的問題,且安裝簡單、測試頻率高,并且可以避免接觸對被測體帶來的干擾。 在對結(jié)構(gòu)位移測量的應(yīng)用中,攝影測量方法流程為:首先,通過工業(yè)相機(jī)拍攝對結(jié)構(gòu)預(yù)先布置的特征點;接著,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理,計算得到結(jié)構(gòu)特征點的三維坐標(biāo);最后,通過比較不同時刻特征點的坐標(biāo)差異獲取位移。
通過對結(jié)構(gòu)預(yù)先布置的特征點用工業(yè)相機(jī)進(jìn)行攝影,然后通過數(shù)據(jù)處理得到結(jié)構(gòu)特征點的三維坐標(biāo),比較不同時刻特征點的坐標(biāo)差異得到位移。
在工程中,由于受現(xiàn)場條件和測試技術(shù)的限制,位移測量往往存在困難,例如大型結(jié)構(gòu)的振動臺實驗,結(jié)構(gòu)動位移的測試。例如:目前大型地震模擬臺試驗中,高聳結(jié)構(gòu)位移測試的技術(shù)難點在于位移傳感器安裝困難,一般采用在安裝加速度傳感器,在數(shù)據(jù)處理時,通過二次積分得到位移,但是數(shù)值積分過程涉及到積分算法選取及濾波頻率選取等人為主觀因素,因此,數(shù)值積分誤差較大。采用以攝影測量為基礎(chǔ)的非接觸性動態(tài)位移測試方法直接測量結(jié)構(gòu)的位移,消除了傳統(tǒng)測試方法的誤差。
總的來說,相比傳統(tǒng)測試手段,攝影測量技術(shù)可以靈活進(jìn)行多點、多維的非接觸式測量,在結(jié)構(gòu)位移測試中有良好的應(yīng)用前景。
攝影測量在結(jié)構(gòu)位移測量中的應(yīng)用 |