[发明专利]基于机器视觉的多点测量桥梁施工监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于机器视觉的多点测量桥梁施工监测系统及方法，属于桥梁施工技术领域。该监测系统包括若干个红外靶标、若干台红外摄像机和控制系统，红外靶标随桥梁的施工进度分批放置于桥梁的靶标点，每台红外摄像机用于监测已捕捉的红外靶标且自动捕捉新出现的红外靶标，控制系统用于实时接收红外摄像机获取的图像并对靶标点进行位移监测。本发明提供的基于机器视觉的多点测量桥梁施工监测系统及方法，能够对靶标点处的红外靶标进行自动识别和跟踪监测。系统应用摄影测量技术，依靠可识别的红外靶标自动识别施工的阶段和对靶标点进行全天候的跟踪测量，实现对施工过程中的桥梁进行监测控制，实现桥梁施工监控的自动化和智能化。

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的多点测量桥梁施工监测系统及方法。

背景技术

在大型特殊结构桥梁施工的过程中，常常需要对桥梁的位移量进行监测，现有的位移监测主要设备是水准仪、全站仪，例如，请参见专利号为CN201821393824.X、专利名称为“一种转体桥梁施工监测系统”的实用新型专利。全站仪是全站型电子测速仪的简称，是一种在角度测量自动化过程中逐步形成的一种新型测角测距仪器，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。进行角度测量，同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，计算光的传播时间，计算实测距离。因此水准仪、全站仪是单点测量仪器，即一次只能测试一点的位置。全站仪造价高昂，一般都是人工操作测量，带有自动监测功能的智能全站仪(测量机器人)设置在野外需要加装保护设备，该设备结构复杂且价格昂贵(大约需要10万-30万)。当需要监测多点目标时，需要依此转动照准目标点进行监测，测量非同一时间点。在实际工程中，主要是人工测量，采用自动监测时，对新增的测点，系统难以自动搜寻与跟踪，每增加一个点位需要人工确认处理。

发明内容

鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基于机器视觉的多点测量桥梁施工监测系统及方法，能够对靶标点处的红外靶标进行自动识别和跟踪监测。系统应用摄影测量技术，依靠可识别的红外靶标自动识别施工的阶段和对靶标点进行全天候的跟踪测量，在一个区域内，理论上所有靶标点可以同时测量，改善单个测试设备仅能单点测量或依次测量导致的不同靶标点的测量存在时间差的问题，实现对施工过程中的桥梁进行监测控制，实现桥梁施工监控的自动化和智能化，并且，系统的造价更低，有效降低生产成本。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供了一种基于机器视觉的多点测量桥梁施工监测系统，包括若干个红外靶标、若干台红外摄像机和控制系统。

红外靶标被配置为随桥梁的施工进度分批放置于桥梁的靶标点，每个所述红外靶标均带有靶标点的特征信息，靶标点的特征信息包括靶标点的三维坐标以及靶标点的所处节段。

红外摄像机被配置为分布于桥梁的四周且用于对桥梁的部分或全部区域摄像，每台所述红外摄像机用于监测已捕捉的所述红外靶标且自动捕捉新出现的所述红外靶标，桥梁上的每个靶标点均由至少两个所述红外摄像机覆盖摄像，并且，每个靶标点与相应的两个所述红外摄像机不共线。

控制系统用于实时接收所述红外摄像机获取的图像且将对应的靶标点置入构建的三维坐标系中，跟踪监测靶标点的实时数据，对靶标点进行位移监测。

作为上述实施例的可选方案，每个所述靶标点均由三个所述红外摄像机覆盖摄像，并且，每个靶标点与相应的三个所述红外摄像机不共面。如此设置，可以更准确地定位靶标点的三维坐标，可以准确计算靶标点的三维变形，准确度更高。

作为上述实施例的可选方案，所述监测系统还包括安装组件和保护组件。