1.  概述                                                                                 

地質(zhì)形變分析儀是一種新型非接觸式二維位移監(jiān)測傳感器，基于機器視覺技術(shù)，采用人工智能專用嵌入式系統(tǒng)平臺、高性能圖像傳感器、專業(yè)級攝影鏡頭、內(nèi)嵌行業(yè)先進(jìn)的圖像測量算法，本地解算、多種通信接口實時輸出二維位移數(shù)據(jù)。具有測量精度高、自適應(yīng)測量距離、測量范圍大、一機多靶；體積小、集成度高、安裝施工簡便等特點。

圖 1 視覺位移測量儀         圖 2 靶標(biāo)

圖 3 測量原理示意圖

靶標(biāo)或特征點(布設(shè)在被測結(jié)構(gòu)體關(guān)鍵部位)，通過數(shù)字圖像位移傳感器的長焦光學(xué)系統(tǒng)成像在圖像傳感器的光敏面上（將現(xiàn)實中的三維空間影像到虛擬的二維平面圖像的數(shù)字化。把客觀現(xiàn)實中的物點跟數(shù)字圖像中像點一一對應(yīng)），經(jīng)過圖像處理識別和高精度定位技術(shù)，確定像點的精確位置， 最后由物像關(guān)系確定目標(biāo)點的空間位置。通過對不同時刻特征點的空間位置比較分析，確定特征點的二維位移變化情況，進(jìn)而獲得被測結(jié)構(gòu)體相應(yīng)位置的變形參數(shù)，工作原理如圖 3 所示。 

2.    功能及參數(shù)

2.1     功能及特點

基于機器視覺和高精度亞像素圖像算法技術(shù)，相對于傳統(tǒng)測量傳感器，具有更高的精度，并可同時給出二維位移數(shù)據(jù)

非接觸式測量：設(shè)備采用非接觸式圖像法，受環(huán)境溫濕度影響小，通視情況下

可替代傳統(tǒng)靜力水準(zhǔn)儀實現(xiàn)橋梁撓度和位移監(jiān)測；

一機多靶，數(shù)據(jù)相關(guān)性高：，降低多點測量成本，給出同一時刻多點位移參數(shù)，

采樣頻率高：采用高速圖像采集、處理、存儲和發(fā)送的硬件模塊和算法，具有較高的采樣頻率， 避免突發(fā)事件數(shù)據(jù)遺漏；

看門狗保障：支持軟件看門狗和硬件看門狗，保證設(shè)備全天候不停機工作，保證野外復(fù)雜環(huán)境下實時長期監(jiān)測；

專有技術(shù)，避免干擾：設(shè)備采用特殊不可見光波長靶標(biāo)，有效避免可見光干擾、同時減少雨霧天氣帶來的干擾。

2.2   技術(shù)參數(shù)

3.      安裝

3.1    安裝示意圖

撓度作為變形的一種描述形式，可以評價橋梁質(zhì)量及其運營狀態(tài)，反映橋梁的剛度。橋梁的動撓度是橋梁剛度最為實時的反應(yīng)，是橋梁在車輛載荷作用下最為真實的反應(yīng)。在車輛載荷作用下，橋梁結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生比相同靜載荷作用下更大的變形和應(yīng)力，因而對橋梁動撓度進(jìn)行監(jiān)測有著重要的科研價值和實際意義。

圖 4 橋梁安裝示意圖

數(shù)字圖像位移傳感器用于橋梁撓度測量具有監(jiān)測精度高、測量范圍大、多點撓度同步實時測量、體積小、可靠性高、安裝施工簡便，適合長期、在線自動化測量。撓度測量時靶標(biāo)安裝在待測點的位置，與被測目標(biāo)剛性連接；數(shù)字圖像傳感器安裝在相對靜止穩(wěn)定的位置(如橋墩)，傳感器中圖像傳感器獲取目標(biāo)靶變化后，通過圖像測量算法即可求出目標(biāo)靶位置隨時間變化參數(shù)，并經(jīng)過分析計算得到目標(biāo)的位移，進(jìn)而獲得被測目標(biāo)的動態(tài)撓度變化，長期監(jiān)測又可同時獲得橋梁靜態(tài)撓度變化，測點布置及監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖 4 所示。

3.2    軟件示圖

圖 5 軟件調(diào)試：選擇合適的區(qū)域

在軟件中選擇合適的區(qū)域，作為感興趣區(qū)域，軟件會計算出燈的位置，并在中心標(biāo)注，用戶可以作為參考。

圖 6 動態(tài)顯示幾條曲線

在軟件的動態(tài)顯示界面，可以勾選多條曲線，顯示在一段時間內(nèi)的位置變化。