桥梁支座是连接桥梁上部和下部结构的重要结构部件,为评估桥梁支座的性能,往往
需要对其位移进行监测。目前,在工程中常用接触式位移计对支座位移进行监测。这种监
测方式简单、直接,但在长期服役过程中,由于关键测量部件不断发生往复运动,易使传
感器磨损。近年来,基于机器视觉的图像处理技术广泛应用于结构位移监测领域,并得到
了国内外研究人员的广泛关注。杜鹏等人
[1]
提出一种无需在结构上布置靶点,即可从结构
振动视频中获取结构表面密集特征点位移响应的灰度值匹配算法,该算法的测量结果与传
统位移传感器实测结果误差在 5%以内,但该方法受环境噪声的影响较为严重;崇爱新等
人
[2]
提出了一种基于双目视觉技术的无缝线路钢轨纵向位移测量方法,该方法重点解决了
复杂现场采集环境中编码特征点的精确检测与匹配问题,但是现场实验中钢轨纵向位移的
测量精度仅为 0.2 mm;除此以外,相关学者还提出了许多基于机器视觉的监测结构物位移
的新方法
[3-6]
。由于桥梁支座位于梁体下方,周围空间狭小、背景环境复杂、光线较弱,上
述先进的测量方法可以精准地对桥梁挠度、钢轨纵向位移等进行监测,但是无法直接应用
到桥梁支座的位移监测中。为此,本文提出了一种基于线特征跟踪的铁路桥梁支座振动位
移测量方法。
1. 铁路桥梁支座振动位移测量概述
1.1 测量原理
本文利用目标跟踪技术,通过跟踪固定于支座上方桥体的靶标,获取靶标的位移变
化,从而计算出铁路桥梁支座的振动位移。该原理主要包含 3 部分,感兴趣目标的自动获
取、直线鲁棒检测算子、多帧数据融合滤波,如图 1 所示。
图 1 测量原理示意