机器视觉动态挠度

产品原理

视频传感器技术的基本原理是通过装有光学镜头的摄影机捕获一个时间段内结构的动态位移过程，再利用图像匹配技术和亚像素技术获得高精度的桥梁结构振动位移，通过坐标变换得到用距离单位表示的动态振动位移时程曲线，原理图见下图：

性能指标

系统特点

ü 产品测量精度高，最高精度达到0.01mm；

ü 可执行结构动态位移测量，测量频率从0~150HZ;

ü 测量效率高，可同时测量多个测点；

ü 远距离非接触测量，最远测量距离远达2公里；

ü 轻质便携、组装快捷、单人轻松操作；

ü 软件数据处理功能强大，实时出具测量结果；

ü 数据一键上传到云端，安全快捷；

ü 测量过程人员设备安全性高；

ü 产品连续稳定，耐候性健壮性强。

某桥测试数据

为验证视频图像传感技术动态位移测量系统的远距离、高精度和非接触式测量的可行性和鲁棒性，选择了某长江大桥进行现场实测试验，同时进行了动力性能识别和多目标点位移同时测量的可行性的验证，最后总结了现场测量中遇到的外界干扰因素，对系统的稳定性展开分析。

测试前，将视频位移传感系统架设在稳定的地面上，数据采集点距离大桥跨中待测目标约1000m，现场测试如图。测试目标为4/8测点以及2/8测点。测试中未设置标靶，皆选择桥梁某一特征区域作为待测目标，如图中（b）和（c）中的选框。

现场测试的卫星图像和待测点的目标位置

图：跨中动态位移时程曲线及其频谱图

上图为3600秒（1小时）位移时程曲线，从图中可以看出跨中竖向位移在40厘米范围内。右侧为动态位移频谱曲线，从横向振动频谱曲线中可以识别出一阶横向基频为0.049Hz。从竖向振动位移频谱曲线中可以识别出四阶振动频率分别为0.122、0.234、0.337、0.371。从横向振动信号中，还可以其它几阶频率为0.093、0.122、0.244Hz。

车辆荷载过桥的频率为0.01-0.02Hz，周期约为50到100秒，车速约为50到100公里每小时。

跨中振动速度频谱图

从跨中振动速度频谱图中可以清晰的看出，竖向自振频率的为0.122、0.234、0.337、0.371、0.449、0.571、0.591、0.698（桥塔）；横向振动频率为0.049、0.093（纵飘）、0.122、0.244。

跨中加速度响应频谱图

通常，特大跨悬索桥横向基频频率低、环境激励较小，采用加速度传感器难以识别出其基频，因此，位移传感器和速度传感器更适合识别横向基频。

速度谱

加速度频谱

吊杆内力测试