高層建筑、大跨度橋梁等在溫度、載荷變化等因素的影響下，會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)并發(fā)生位移，甚至?xí)械顾鹿实陌l(fā)生。因此對(duì)大型結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)不但可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物的危害并及時(shí)采取相應(yīng)的維護(hù)措施，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生，而且對(duì)結(jié)構(gòu)物的安全運(yùn)營(yíng)損傷監(jiān)測(cè)具有非常重要的意義。
但是，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)，例如大跨度橋梁，通過(guò)傳統(tǒng)的多種監(jiān)測(cè)方法就很難發(fā)揮應(yīng)用的作用。通過(guò)加速度傳感器間接采集結(jié)構(gòu)的位移信息，需要進(jìn)行兩次積分，這樣便導(dǎo)致誤差的增加。如果通過(guò)位移傳感器直接測(cè)量，傳感器的安裝位置則一直沒(méi)有很好的解決方法，特別是針對(duì)大跨度橋梁的位移監(jiān)測(cè)，采用位移傳感器很難實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。
為更準(zhǔn)確的獲得結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)位移信息，采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)建筑物進(jìn)行位移變形監(jiān)測(cè)是近年來(lái)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)發(fā)展的一個(gè)新的突破與熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者以圖像為媒介，將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)用到各種結(jié)構(gòu)的變形測(cè)量的研究。
韓國(guó)Sangho BAE并采用柯達(dá)DCS200和DC50，Samsun Camcoder SV-D100和Nikon F-801照相機(jī)對(duì)一懸索橋模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，主要進(jìn)行了圖像分割定位算法研究和精度分析。結(jié)果顯示，如果能進(jìn)一步提高精度和實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，該技術(shù)可以在工程中得到廣為應(yīng)用。2002年澳大利亞Curtin科技大學(xué)T.White等人采用JAI－M501/2 CCD攝像機(jī)(像素：768×574，焦距：8 mm)和LVDT同時(shí)測(cè)量混凝土梁在加載時(shí)的垂直位移，攝像測(cè)量法能達(dá)到亞毫米精度，并和LVDT所得到的測(cè)量結(jié)果非常一致。
香港科技大學(xué)的張智成教授，將視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的振動(dòng)位移監(jiān)測(cè)，采用兩臺(tái)攝像機(jī)在實(shí)驗(yàn)室同步拍攝安裝于小型振動(dòng)臺(tái)上的結(jié)構(gòu)模型的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并通過(guò)圖像處理技術(shù)計(jì)算攝像機(jī)拍攝到的視頻，最后得出結(jié)構(gòu)模型的三維運(yùn)動(dòng)過(guò)程及旋轉(zhuǎn)角度。
東京城市大學(xué)的Furuya等，在日本神戶的防災(zāi)科學(xué)技術(shù)研究所，對(duì)安置于振動(dòng)臺(tái)上的實(shí)體建筑物進(jìn)行不同地震波響應(yīng)下的結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)監(jiān)測(cè)。通過(guò)在振動(dòng)臺(tái)外圍安裝多臺(tái)工業(yè)相機(jī)（HAS-500，像素：1024×992，采樣頻率：500赫茲），監(jiān)測(cè)安裝于建筑物表面的多個(gè)LED標(biāo)靶，并計(jì)算出結(jié)構(gòu)在不同地震波響應(yīng)下的結(jié)構(gòu)三維位移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)可以成功的運(yùn)用到地震防災(zāi)領(lǐng)域。
韓國(guó)世宗大學(xué)土木及環(huán)境工程學(xué)系的Lee等人，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，結(jié)合攝像機(jī)，對(duì)由于振動(dòng)激勵(lì)而產(chǎn)生的位移響應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行近距離監(jiān)測(cè)。2003年，美國(guó)南加利福尼亞大學(xué)的Wahbeh等采用光學(xué)技術(shù)，通過(guò)非實(shí)時(shí)的方式對(duì)洛杉磯的Vincent Thomas橋梁的西橋墩進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)得到的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析。
香港理工大學(xué)土木及結(jié)構(gòu)工程學(xué)系的Tommy Chan和電機(jī)工程學(xué)系的譚華耀教授等將圖像處理技術(shù)與光纖光柵(FBG)應(yīng)變傳感器同時(shí)運(yùn)用到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究中，在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)兩種技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎向位移測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，兩種技術(shù)都得到非常吻合的監(jiān)測(cè)結(jié)果。同時(shí)得出結(jié)論，圖像處理技術(shù)及光纖光柵技術(shù)都可以在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
中國(guó)臺(tái)灣云林科技大學(xué)的陳建州等通過(guò)類似于張智成教授的方法，采用影像攝影的方式拍攝中國(guó)臺(tái)灣集鹿橋拉索的動(dòng)態(tài)視頻，并通過(guò)非實(shí)時(shí)的方式計(jì)算出拉索的位移。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還與安裝于測(cè)量位置的速度計(jì)測(cè)量得到的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域的比較。實(shí)驗(yàn)表明，隨著數(shù)碼攝像機(jī)的分辨率逐年提高，未來(lái)在運(yùn)用此種技術(shù)在監(jiān)測(cè)方面必定被大量應(yīng)用。
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