[发明专利]一种基于特征点追踪的桥梁非接触式变形测量方法

摘要

本发明公开了一种基于特征点追踪的桥梁非接触式变形测量方法。本发明方法，通过架设于桥梁测点上的相机聚焦于远处变形可忽略的不动结构，在桥梁加载前后采集不动结构的一系列图像，利用改进的特征点匹配算法SURF‑BRISK追踪特征点在图像中的亚像素坐标，进而得到桥梁测点处的亚像素位移，然后，通过标定的缩放系数，将像素位移转化成实际的物理位移。本发明克服了诸如位移计倾角仪等传统位移测量手段的接触时安装的复杂工序，还克服了传统图像测量方法需要在结构表面粘贴预先设计的特殊目标靶面，再者对已有的特征点匹配的筛选策略改进，提高匹配准确性和工作效率。该方法具有非接触、准备工序少、方便测点定位特点，有广泛应用前景。

主权项

1.一种基于特征点追踪的桥梁非接触式变形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）图像采集：加载前，将相机架设于桥面测点位置，调整相机镜头聚焦至竖向变形可忽略的结构位置，并采集初始参考图；正式加载后，相机继续采集图像，作为变形图；（2）预估结构的最大绝对像素位移A；（3）标定尺度参数s；（4）在参考图中框选计算区域，采用经典的SURF检测器，对参考图和变形图进行特征点检测，对最终确定的稳定特征点求解亚像素坐标；（5）设定搜索半径R=A，根据参考图中的待匹配特征点坐标，在变形图中筛选出与待匹配特征点的像素坐标距离不超过R的目标特征点；（6）基于BRISK描述器求解待匹配特征点和目标特征点的梯度和主方向，进而得到二进制描述符；（7）基于描述符进行特征点匹配：求解待匹配特征点和各目标特征点之间的Hamming距离，以该距离最小作为原则，完成特征点匹配；（8）对特征点在变形前后图像中的亚像素纵坐标作差，得到亚像素位移d；（9）通过尺度参数将亚像素位移转换成物理位移D，得到不动基点相对测点的竖向位移。