[发明专利]一种基于双无人机的结构三维振动测量方法

说明书

本发明涉及结构振动摄影测量技术领域，提出一种基于双无人机的结构三维振动测量方法，包括以下步骤：通过两台无人机同时对结构振动过程进行图像采集，得到两组包含结构振动信息的图像序列；分别在所述两组图像序列的首个图像中任意选取待测量点P₁和P₂，分别跟踪待测量点P₁和P₂在其所在的图像序列中的位移，并输出待测量点P₁和P₂的坐标序列；对所述待测量点P₁和P₂的坐标序列进行立体匹配，得到待测量点P₁和P₂的三维坐标；根据待测量点P₁和P₂的三维坐标通过三维坐标运算得到结构在三个方向上的振动位移。本发明通过采用两台无人机应用于结构的三维振动图像采集中，能够从多角度获取结构震动位移，提高结构振动测量准确度。

技术领域

本发明涉及结构振动摄影测量技术领域，更具体地，涉及一种基于双无人机的结构三维振动测量方法。

背景技术

振动是自然界里普遍存在的一种物理现象，振动测量在土木工程技术领域有着广泛的应用，例如大型建筑结构的低频振动监测，因此在土木工程领域，如何获取结构的振动位移响应，一直是土木工程中所关心的问题。

目前的振动测量方法可分为接触式和非接触式测量两种，其中接触式测量广泛使用如加速度传感器等传感器进行结构的振动测量，然而接触式测量方法对环境条件的要求较高，在特殊的应用场合下具有一定的局限性。而非接触式测量一般采用固定位置的相机进行结构的振动测量，由于所拍摄的角度固定，只能得到结构的某个固定方向上的振动位移，因此对结构的振动测量准确度有一定的影响，在特殊的应用场合下同样具有一定的局限性。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的只能获取固定角度上的振动位移的缺陷，提供一种基于双无人机的结构三维振动测量方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于双无人机的结构三维振动测量方法，包括以下步骤：

S1：通过两台无人机同时对结构振动过程进行图像采集，得到两组包含结构振动信息的图像序列；

S2：分别在所述两组图像序列的首个图像中任意选取待测量点P₁和P₂，分别跟踪待测量点P₁和P₂在其所在的图像序列中的位移，并输出待测量点P₁和P₂的坐标序列；

S3：对所述待测量点P₁和P₂的坐标序列进行立体匹配，得到待测量点P₁和P₂的三维坐标；

S4：根据所述待测量点P₁和P₂的三维坐标通过三维坐标运算得到结构在三个方向上的振动位移。

本技术方案中，将两台无人机应用于结构的三维振动测量中，由于无人机具有方便携带、操作简单、不受限于地形影响的优点，能够对处于复杂地形或者危险性较大的结构进行三维振动测量，获取两组包含结构振动信息的图像序列，然后在所获取的两组图像序列中对任意选取的待测量点进行位移跟踪，得到待测量点在图像中的三维坐标及其在三维方向上的振动位移，即得到结构三维振动测量结果。

优选地，S1步骤中，两台无人机分别从结构的左前方和右前方对结构的振动过程进行图像采集，实现结构的立体测量。

优选地，待测量点P₁和P₂为同一待测量结构对应的两个角度图像上的同一结构位置测量点。