基于機(jī)器視覺的橋梁自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展，橋梁建設(shè)進(jìn)入了輝煌的時(shí)期，橋梁健康監(jiān)測也隨之成為研究熱點(diǎn)，機(jī)器視覺與無線通訊技術(shù)的飛速發(fā)展給橋梁監(jiān)測帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。因此，本文設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視覺的無線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對橋梁應(yīng)變、裂縫、位移、索力的長期監(jiān)測。主要完成了以下工作:
　　1、對監(jiān)測端的各種硬件設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備的無線采集功能;在無線路由器中移植嵌入式OpenWrt系統(tǒng)以及MJPG-streamer等軟件，并根據(jù)MJPG

2、-streamer的工作原理、Web服務(wù)器訪問原理、無線路由器映射原理，對MJPG-streamer和OpenWrt系統(tǒng)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測端的實(shí)時(shí)采集與遠(yuǎn)程無線傳輸。
　　2、監(jiān)控端以LABVIEW作為系統(tǒng)的總控平臺(tái)，通過調(diào)用硬件與軟件，并結(jié)合LABVIEW的函數(shù)功能進(jìn)行編程，設(shè)計(jì)了包含選擇監(jiān)測方向的登錄模塊，以及遠(yuǎn)程圖像預(yù)覽、計(jì)算區(qū)域手動(dòng)選擇、循環(huán)采集照片、實(shí)時(shí)計(jì)算、數(shù)據(jù)可視化、自動(dòng)報(bào)警等模塊，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)監(jiān)控端的各項(xiàng)功能。

3、
　　3、根據(jù)圖像相關(guān)法以及亞像素插值與最小二乘法，在MATLAB中進(jìn)行算法編程與數(shù)據(jù)可視化編程，并將其導(dǎo)入到系統(tǒng)的計(jì)算模塊，完成對全場應(yīng)變監(jiān)測子系統(tǒng)的設(shè)計(jì);針對橋梁實(shí)際監(jiān)測，提出了監(jiān)測方案，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于框架模型試驗(yàn)中，得到了全場應(yīng)變數(shù)據(jù)。
　　4、運(yùn)用圖像處理技術(shù)，提取裂縫寬度參數(shù)，利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)該過程并將其導(dǎo)入到系統(tǒng)的計(jì)算模塊，完成對裂縫寬度監(jiān)測子系統(tǒng)的設(shè)計(jì);針對橋梁實(shí)際監(jiān)測，提出了工形以及直線與圓形相結(jié)合

4、的電動(dòng)導(dǎo)軌現(xiàn)場布設(shè)方案，解決了主梁與墩柱部位檢測不便、勞動(dòng)強(qiáng)度大、漏檢、無法長期監(jiān)測等問題，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于帶裂縫的混凝土模型試驗(yàn)中，得到了裂縫寬度數(shù)據(jù)。
　　5、提出了多光斑中心定位算法、消除環(huán)境振動(dòng)與變焦距影響的標(biāo)定公式，引入了頻率法計(jì)算索力，利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)該算法后，將其嵌入到子系統(tǒng)中，完成對位移監(jiān)測子系統(tǒng)的設(shè)計(jì);針對橋塔、拉索、主梁、橋墩遠(yuǎn)距離位移監(jiān)測，提出了現(xiàn)場布設(shè)方案，解決了采集裝置布設(shè)問題;最后將該系統(tǒng)應(yīng)用于