[发明专利]一种集成北斗和视觉的基础设施结构形变测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种集成北斗和视觉的基础设施结构形变测量方法及系统。分别在第一时刻和第二时刻通过相机拍摄全部靶标，得到第一成像图和第二成像图，其中，相机位于目标设施上，全部靶标两两成对，且每一对靶标位于目标设施的一个局部区域；根据第一成像图和第二成像图，确定每一对像点的像点相对距离变化量，其中，一对像点与一对靶标对应；获取相机在第一时刻和第二时刻之间的位移数据，根据位移数据对每一像点相对距离变化量进行校正，得到校正后的像点相对距离变化量；根据每一校正后的像点相对距离变化量，确定每一局部区域的结构形变数据。本发明采用了相机的位移数据进行误差平差，可以解决现有结构形变测量方法误差较大的问题。

技术领域

本发明涉及建筑测量领域，尤其涉及的是一种集成北斗和视觉的基础设施结构形变测量方法及系统。

背景技术

桥梁、隧道、公路等大型基础设施承担承受大量的交通载荷，周边地质环境不断发生变化，导致桥梁、隧道和公路等设施在不同位置受力不均，发生程度各异的结构形变。基础设施结构形变过于剧烈，可能会导致桥梁垮塌、隧道崩塌、公路塌陷等重大的安全事故。因此需要对大型基础设施的结构形变进行及时监测，及时发现结构形变异常，为基础设施的维护整修提供支持，保障设施结构安全。

传统大型基础设施的结构形变测量主要是利用全站仪、水准仪、千分尺等工具，测量设施上的某些位置之间的静态形变数据。这些方法测量成本高，在测量时需要清空车辆，影响正常交通通行，并且只能进行测量静态，无法实现实时监测。因此，难以满足大型基础设施结构形变动态实时监测的需求。

而基于机器视觉的结构形变测量方法能够实现低成本的桥梁、隧道等基础设施结构形变的实时动态测量。然而目前基于机器视觉的结构形变测量方法并未考虑到布设的相机本身的沉降位移，导致结构形变测量误差较大。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种集成北斗和视觉的基础设施结构形变测量方法及系统，旨在解决现有的基于机器视觉的结构形变测量方法由于相机本身布设位置的变化，导致测量结果误差较大的问题。

本发明解决问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种集成北斗和视觉的基础设施结构形变测量方法，其中，所述方法包括：

在第一时刻通过相机对全部靶标进行拍摄得到第一成像图，在第二时刻通过所述相机对全部所述靶标进行拍摄得到第二成像图，其中，所述相机布设于目标设施上，全部所述靶标两两成对，且每一对所述靶标布设于所述目标设施的一个局部区域内；

根据所述第一成像图和所述第二成像图，确定每一对像点中两个像点之间的像点相对距离变化量，其中，一对所述像点与一对所述靶标对应；

获取所述相机在所述第一时刻和所述第二时刻之间的位移数据，根据所述位移数据对每一所述像点相对距离变化量进行校正，得到校正后的像点相对距离变化量；

根据每一所述校正后的像点相对距离变化量，确定每一所述局部区域的结构形变数据。

在一种实施方式中，所述根据所述第一成像图和所述第二成像图，确定每一对像点中两个像点之间的像点相对距离变化量，包括：

根据所述第一成像图确定每一对所述像点中两个像点之间的第一水平相对距离和第一垂直相对距离，根据所述第二成像图确定每一对所述像点中两个像点之间的第二水平相对距离和第二垂直相对距离；

根据所述第一水平相对距离和所述第二水平相对距离，确定每一对所述像点中两个像点之间的水平相对距离变化量；

根据所述第一垂直相对距离和所述第二垂直相对距离，确定每一对所述像点中两个像点之间的垂直相对距离变化量；