[发明专利]一种目标匹配分析的拉索模态测量方法

说明书

本发明公开了一种目标匹配分析的拉索模态测量方法，在拉索上布置若干标记点；获取布置若干标记点后的拉索的振动视频；将振动视频分解为单帧图像，按照时间序列量化为数字矩阵；对每一帧图像中标记点进行匹配识别分析，获取不同图像中标记点随时间变化的位移曲线；通过时域频域处理分析方法，从位移曲线中获取拉索振动频率；根据获取的拉索振动频率，利用振动频率法求解拉索索力。优点：本发明节省大量安装及线路铺设工作；具有较高的测试效率；可以准确地捕捉标记点的位移，获取图像整体的位移场信息，得到随时间序列变化的拉索振动图像；精确获取拉索振动频率，最终获取拉索模态信息，同时还可以求得拉索索力值，通过多点测量修正拉索索力。

技术领域

本发明涉及一种目标匹配分析的拉索模态测量方法，属于结构健康监测及检测技术领域。

背景技术

随着社会经济和工程技术的不断发展，各种桥梁、高耸、大跨度结构的建设需求也不断增加。拉索作为一种高效的受力构件，其安全与稳定性对结构的施工及正常运营起着举足轻重的作用，而拉索模态变化也是索力检测及拉索安全和稳定性的重要考核指标。

目前，现场检测过程中拉索振动测量的方法主要有磁通量测定法、光纤光栅测试法及加速度传感器测定法。磁通量方法是利用固定在拉索中电磁感应装置测定拉索中磁通量的变化，根据温度和磁通量的变化关系推算拉索振动变化的关系，目前这种方法大多数在实验室中操作，实际工程中应用较少；光纤光栅测试法和加速度传感器方法在实际工程中应用较为广泛，尤其是在一些大型桥梁结构中，但传感器的安装数量巨大，安装操作复杂以及需要铺设大量的信号传输线路，老化更换麻烦，这就使得传感器的使用及养护面临较多的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种全场式、非接触式、成本低廉、检测快速和无负载效应基于DIC技术的目标匹配分析的拉索模态测量方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种目标匹配分析的拉索模态测量方法，其特征在于，

在拉索上布置若干标记点；

获取布置若干标记点后的拉索的振动视频；

将振动视频分解为单帧图像，按照时间序列量化为数字矩阵；

对每一帧图像中标记点进行匹配识别分析，获取不同图像中标记点随时间变化的位移曲线；

通过时域频域处理分析方法，从位移曲线中获取拉索振动频率；

根据获取的拉索振动频率，利用振动频率法求解拉索索力。

进一步的，所述标记点的形状包括方形或圆形，形状内部填充为纯色或者散斑。

进一步的，通过视频采集设备获取布置若干标记点后的拉索的振动视频。

进一步的，所述将振动视频分解为单帧图像，按照时间序列量化为数字矩阵的过程包括：

将振动视频分离为单帧图像进行数字量化处理变为一个二维数组用函数 f(x,y)表示，

其中，x，y代表像素点在图像中的坐标位置，M，N代表图像大小为M*N。

进一步的，在对每一帧图像中标记点进行匹配识别分析前，先对标记点进行标定，标定板采用方形圆点标定板。

标定的目的在于获取像素距离和实际距离之间的比例关系，最终获得位移变化的实际距离。

进一步的，在标记点上选择参考子区域，采用DIC目标匹配分析方法对子区域内每一帧图像进行匹配识别分析。

进一步的，所述在标记点上选择参考子区域，采用DIC目标匹配分析方法对子区域内每一帧图像进行匹配识别分析的过程包括：