【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及智能測(cè)量領(lǐng)域，且更為具體地，涉及一種基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、在大跨度橋梁建設(shè)中，斜拉橋以其卓越的跨越能力、美觀的造型以及性價(jià)比高等顯著優(yōu)勢(shì)，成為大跨度橋梁建設(shè)中的首選結(jié)構(gòu)。斜拉索作為斜拉橋的主要承重構(gòu)件，其索力值的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于橋梁的安全運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的索力測(cè)量方法通常依賴于接觸式傳感器，這些方法不僅安裝和維護(hù)成本高，而且在長(zhǎng)期使用過程中可能會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成損害。
2、傳統(tǒng)的橋梁索力測(cè)量方法主要包括張力計(jì)測(cè)量法、應(yīng)變片測(cè)量法、壓力傳感器測(cè)量法和加速度傳感器測(cè)量法等。然而，這些方法屬于接觸式測(cè)量，存在安裝困難、維護(hù)成本高昂等問題。
3、近年來，隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的快速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)視覺的測(cè)量方法逐漸成為研究熱點(diǎn)。例如，公開號(hào)為cn118505743a的專利技術(shù)專利公開了一種基于計(jì)算機(jī)視覺的橋梁索力測(cè)量方法和系統(tǒng)，其通過預(yù)設(shè)的跟蹤算法對(duì)橋梁拉索的振動(dòng)視頻中的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，獲得拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)，并利用eemd方法對(duì)拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得對(duì)應(yīng)的多個(gè)本征模式函數(shù)，并根據(jù)拉索的振動(dòng)頻率特性，剔除與拉索振動(dòng)無關(guān)的本征模式函數(shù)，將剩余的本征模式函數(shù)進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)，進(jìn)而基于重構(gòu)后的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)確定拉索的振動(dòng)頻率和索力。如此，避免了傳統(tǒng)測(cè)量方法中對(duì)于設(shè)備的物理接觸要求，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離操作，并且減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)所需的安全措施和設(shè)備投入，降低了人力成本和設(shè)備維護(hù)成本。
4、然而，在上述橋梁索力測(cè)量方案中，通過收集拉索的型號(hào)、材質(zhì)、直徑、計(jì)算長(zhǎng)度、線密度、傾斜角度等物
5、因此，期待一種優(yōu)化的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，提出了本申請(qǐng)。本申請(qǐng)的實(shí)施例提供了一種基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)及方法，其通過采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)包含目標(biāo)點(diǎn)的橋梁拉索振動(dòng)視頻進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，以獲得拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)，進(jìn)而，通過對(duì)拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行基于變分模態(tài)分解的頻域分析，以捕捉到拉索運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)的各個(gè)頻域本征模態(tài)分量的波形語(yǔ)義特征，接著，基于各個(gè)頻域本征模態(tài)分量的特征能量分布對(duì)其進(jìn)行顯著性調(diào)制動(dòng)態(tài)聚合，以捕獲拉索運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)的全頻域波形振蕩模式，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)于拉索振動(dòng)頻率的智能估計(jì)和索力計(jì)算。通過這種方式，可以有效避免傳統(tǒng)接觸式測(cè)量方法的局限性，同時(shí)減少對(duì)拉索物理屬性信息的依賴，提高拉索索力測(cè)量的準(zhǔn)確性和效率。
2、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其包括：
3、獲取由攝像頭采集的包含目標(biāo)點(diǎn)的橋梁拉索的振動(dòng)視頻；
4、基于預(yù)設(shè)跟蹤算法，對(duì)所述振動(dòng)視頻中的所述目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤以得到所述拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)；
5、對(duì)所述拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行基于模態(tài)分解的頻域分析以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合；
6、對(duì)所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合進(jìn)行全頻域特征顯著聚合以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程全頻域顯著聚合表示向量；
7、基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程全頻域顯著聚合表示向量，計(jì)算所述拉索的索力值。
8、根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，提供了一種基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其包括：
9、振動(dòng)視頻獲取模塊，用于獲取由攝像頭采集的包含目標(biāo)點(diǎn)的橋梁拉索的振動(dòng)視頻；
10、目標(biāo)跟蹤模塊，用于基于預(yù)設(shè)跟蹤算法，對(duì)所述振動(dòng)視頻中的所述目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤以得到所述拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)；
11、頻域分析模塊，用于對(duì)所述拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行基于模態(tài)分解的頻域分析以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合；
12、全頻域特征顯著聚合模塊，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合進(jìn)行全頻域特征顯著聚合以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程全頻域顯著聚合表示向量；
13、索力值計(jì)算模塊，用于基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程全頻域顯著聚合表示向量，計(jì)算所述拉索的索力值。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)及方法，其通過采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)包含目標(biāo)點(diǎn)的橋梁拉索振動(dòng)視頻進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，以獲得拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)，進(jìn)而，通過對(duì)拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行基于變分模態(tài)分解的頻域分析，以捕捉到拉索運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)的各個(gè)頻域本征模態(tài)分量的波形語(yǔ)義特征，接著，基于各個(gè)頻域本征模態(tài)分量的特征能量分布對(duì)其進(jìn)行顯著性調(diào)制動(dòng)態(tài)聚合，以捕獲拉索運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)的全頻域波形振蕩模式，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)于拉索振動(dòng)頻率的智能估計(jì)和索力計(jì)算。通過這種方式，可以有效避免傳統(tǒng)接觸式測(cè)量方法的局限性，同時(shí)減少對(duì)拉索物理屬性信息的依賴，提高拉索索力測(cè)量的準(zhǔn)確性和效率。
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1.一種基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，對(duì)所述拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行基于模態(tài)分解的頻域分析以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合的特征能量分布，確定運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域特征聚類初始中心向量，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的靜態(tài)能量因子以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量靜態(tài)能量因子的集合，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合中各個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域特征聚類初始中心向量的空間跨度，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合進(jìn)行動(dòng)
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的動(dòng)態(tài)聚合能量因子以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量動(dòng)態(tài)聚合能量因子的集合，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量動(dòng)態(tài)聚合能量因子的集合，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合進(jìn)行顯著性調(diào)制聚合以得到所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程全頻域顯著聚合表示向量，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程全頻域顯著聚合表示向量，計(jì)算所述拉索的索力值，包括：
9.一種基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，對(duì)所述拉索的運(yùn)動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)進(jìn)行基于模態(tài)分解的頻域分析以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合的特征能量分布，確定運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域特征聚類初始中心向量，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的靜態(tài)能量因子以得到運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量靜態(tài)能量因子的集合，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于計(jì)算機(jī)視覺的自動(dòng)化測(cè)量方法，其特征在于，基于所述運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量的集合中各個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)程頻域本征模態(tài)分量波形語(yǔ)義特征向量相對(duì)于所述運(yùn)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白文華，王哲，白國(guó)鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安薩博爾精密技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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