結構的位移和形變一直是橋梁施工和運營階段中關注的關鍵控制參數。隨著現代設計和施工技術的不斷發展，橋梁跨度越來越大，結構也越來越柔，對結構靜態參數的關注也開始慢慢轉向對結構動態參數的關注。當前橋梁動態測試的手段和設備較少，尤其是對橋梁動態撓度的直接測量尚缺乏比較便捷、科學的手段。因此研發出一種具有高精度和率的橋梁動態位移自動化測試繫統具有重要的現實意義。

基於機器視覺的現代光學測量技術具有非接觸、、無損、實時、靈敏度高等優點，在航空航天、機械制造、交通等領域有著廣泛的應用。本課題在充分調研現有光學圖像測量技術的基礎上，優選現代工業數碼相機（通常稱為CCD）作為主要傳感裝置，研究出高精度目標跟蹤定位圖像識別算法，對CCD

與市場現有技術相比，該項目成果具有以下創新點：①動態直接測得位移，可以按固定頻率采集獲得結構動態力學參數，能滿足橋梁動載試驗需求；②遠距離非接觸測量，可在1km左右範圍內的參考點布置設備，對關鍵部行遠距離非接觸測量，對結構沒有任何損傷，而且可以在橋梁正常運營的情況行遠程在線測試，不干擾交通；③數據實時顯示，自動繪制曲線，自動化程度高，工作人員可在時間把握橋梁現場測試情況；④設備簡單，操作方便，整個繫統由一臺相機、嵌入式繫統工控機以及操作軟件組成，方便攜帶，軟件界面友好，操作簡單。本書形成的基於機器視覺的橋梁自動化監測繫統，理論完善，軟、硬件繫統可靠，在工程實際中的諸多場合得到了充分的應用。該繫統具有較強的實用推廣價值，將有力推動工程結構機器視覺測試技術步和發展。

全書共四章，由長沙理工大學、湖南城市學院以及湖南未來橋科技有限公司作者合作編寫，並得到“農村公路災害監測與持續發展湖南省實驗室”的支持。由於作者有限，書中難免疏漏，懇請讀者提出寶貴意見。

章機器視覺監測技術概論

節概述

橋梁等結構的高精度形變和振動等監測一直是施工與運營過程中十分重要的工作，其施工質量的控制和後期運營狀態的評估都是通過對形變和振動等參數測量得以實現。一個精準、科學的測量手段可以使得工程的質量得以保證，而一個簡便、快捷、低成本的測量技術會給工程技術人員帶來極大的方便，不僅可以勞動力，而且保證工程的順行從而節約大量的成本。

傳統測量方法大多為接觸式測量，數據往往需要現場處理，不便遠程傳輸，長期性、實時性、自動化較差。隨著新時代橋梁等結構建設技術突飛的發展，施工與運營過程中的監測面臨著一些挑戰和亟待解決的課題。

，大型橋梁的發展對橋梁施工與運營監測中的形變測量技術提出了新的要求：無損，保證結構的完整性，減少對原有產品的破壞，節約成本；實時，基於橋梁在交通運輸中的地位，必須在線實時監測以各種突發問題；動態，橋梁的性能指標不僅需要靜態參數來推斷，往往更加需要結構的動態響應參數。

第二，當前技術不同程度地存在各種問題。連通管精度高，受環境影響小，但安裝煩瑣，成本較高，難行動態測量；GPS或“北鬥”安裝簡單，自動化程度高，但價格昂貴，精度低，操作復雜，後期調試煩瑣，使用起來不便；傾斜儀價格便宜，自動化程度高，但結構復雜，受外界干擾大；光纖光柵傳感器精度高，使用方便，但安裝起來對局部結構有損傷，而且焊接效果對測量結果影響大。

第三，基於圖像處理的橋梁位移應變現代光學測量技術具有的性能20年來，由於激光技術、計算機技術以及光電子技術的發展，基於圖像處理的橋梁位移應變現代光學測量技術可充分發……