CN103940358A - 一种桥梁实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁实时监测系统，包括核心控制处理模块（7）和与核心控制处理模块（7）联接的环境检测传感器单元（2）、流量检测传感器单元（3）、结构检测传感器单元（4）、抓拍像机（6）、GPS授时单元（1）和无线数据传输单元（5）；本发明将GPS的时间信号引入测量结果，并为传感器和像机的输出数据增加了时间标示码，实现了数据的精确同步，为后续数据处理和分析提供了同步基准。同时根据对结构检测传感器数据的分析和阈值判断，确定目标物体是否为动态变形，并根据信号阈值触发抓拍像机工作，实现了对动态形变的完整监测，确保了对桥梁全面合理的监测，并具有节省数据资源，减小无线数据传输和数据存储备份的压力的效果。

Description

一种桥梁实时监测系统

技术领域

本发明属于力学测量技术领域，涉及一种可用于桥梁、大坝、结构件等目标的位移和形变测量技术，特别是一种用于桥梁变形的参数和图像实时监测系统。

背景技术

桥梁、大坝、结构件等目标的变形主要包括静态变形和动态变形，静态变形是指地基下陷、倾斜和应力松弛等变化很慢的变形，动态变形是指由于风、温度、地震及交通负载引起的短期变形，其参数监测对于目标的安全评估分析具有重要的作用。世界上很多国家都投入了很大的人力物力，进行桥梁变形测量技术的研究。

传统的桥梁变形检测的仪器有百分表、千分表、加速计、水准仪、经纬仪等。目前，这些仪器在桥梁验收、定期检测中仍然广泛使用，但是需要专业技术人员，费时、费力，人为误差大，远远不能实现在线、实时、自动、智能测量。近年来，信息技术的蓬勃发展大大带动了桥梁变形测量技术的发展，涌现了许多新技术和新方法，比如激光位移法和GPS(Global Position System)定位测量法。激光位移仪能实现亚毫米的位移测量，但是量程仅能达到数十厘米，不能满足跨距较大的用于桥梁大变形的测量，其垂直位移可达米级；GPS定位测量法可实现实时在线测量桥梁的大变形，但是其精度智能达到厘米级，且费用高昂，限制了其推广应用。

此外在应用中还存在着以下问题：（1）传感器数量种类多，难以实现各类输出数据的精确同步，给后续数据的融合、处理和分析带来困难；（2）桥梁变形的监测属于长期，加上传感器数量较多，为了节约数据资源，减小无线数据传输和数据存储备份的压力，需要对静态变形进行低时间分辨力的长期监测，同时对动态变形进行高时间分辨力的短期集中监测，但是现有的监测系统难以实现上述的控制，造成了数据资源的浪费或者难以达到对特殊事件的高时间分辨力测量；3）图像实时记录会产生大量的数据，会给后续数据存储和数据传输带来压力，同样急需要一种既能满足对动态大范围形变的全过程记录，又能节省数据资源的装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种桥梁实时监测系统，在桥梁上安装了环境检测传感器、流量检测传感器、结构检测传感器和用于桥梁整体形貌监测的抓拍像机，并对各个传感器和像机进行时间同步控制处理，为数据加上时间标记；同时通过对结构检测传感器的信号阈值判断，控制抓拍像机工作，识别动态变形事件，实现了对突发时间的完整记录。此外本发明采用了先进的集成式位移传感器，大大提高了测量精度，并具有结构简单可靠、二维实时测量、测量量程大等特点。

本发明的技术内容如下：

一种桥梁实时监测系统，包括核心控制处理模块和与核心控制处理模块联接的环境检测传感器单元、流量检测传感器单元、结构检测传感器单元、抓拍像机、GPS授时单元和无线数据传输单元；

核心控制处理模块包括中央控制单元和与中央控制单元联接的数据采集单元、同步触发控制单元和数据处理单元；

数据采集单元用于获取环境检测传感器单元、流量检测传感器单元和结构检测传感器单元的传感器数据；

同步触发控制单元按照GPS授时单元提供的时基信号，按设定的频率同步触发数据采集单元对传感器信号进行采集；

数据处理单元用于传感器信号的分析、处理和抓拍像机的触发阈值判断，并按照GPS授时单元提供的时基信号，对传感器数据和抓拍像机的图像数据进行处理，加上时间标示码；

中央控制单元根据数据处理单元的触发阈值判断结果驱动抓拍像机工作，并将处理后的传感器数据和像机数据经无线数据传输单元传出。

上述桥梁实时监测系统中，环境检测传感器单元包括温度传感器、风速传感器、雨量传感器中的一种或几种组合。

上述桥梁实时监测系统中，流量检测传感器单元包括地感传感器、红外传感器、称重传感器中的一种或几种组合。

上述桥梁实时监测系统中，结构检测传感器单元包括位移传感器、应变传感器、振动传感器中的一种或几种组合。

上述桥梁实时监测系统中，位移传感器包括在被测量目标上设定的靶标和在远距离处设置的远程位移传感器，所述的远程位移传感器设置在变形可忽略的固定支点上。

远程位移传感器包括光学镜头、图像传感器、核心控制功能单元、处理存储单元、触发控制单元和数据输出单元，其中

光学镜头瞄准被测量目标上设置的靶标；

图像传感器为CCD或CMOS传感器，用于获取被测量目标的图像；

触发控制单元用于提供远程位移传感器所需的触发信号；

数据输出单元与处理存储单元联接，用于图像数据的发送；

处理存储单元与核心控制功能单元相联，用于图像数据的存储和处理；

核心控制功能单元包括触发信号检测模块、目标靶模板加载及规格化模块、图像数据采集模块、图像灰度化及缩放模块和目标图像匹配检测模块，其中，目标靶模板加载及规格化模块事先根据靶标的特征建立目标靶模板，并对目标靶模板进行缩放和旋转处理，获得匹配模板组数据，并将其存储在处理存储单元的Flash存储器内；当触发信号检测模块接收到触发信号后，图像采集模块获取图像传感器数据，经过图像灰度化及缩放模块运行处理后，得到与靶标图像相适应的数据格式；在目标图像匹配检测模块内将靶标特征模板组数据与处理后的图像传感器数据进行匹配检测，并根据检测结果计算出位移参数，最后由数据输出单元传出。

上述桥梁实时监测系统中，目标图像匹配检测模块包括目标图像粗略匹配单元、目标图像精确匹配单元和结果判定单元，其中

目标图像粗略匹配单元将图像灰度化及缩放模块处理后的图像划分为若干个区域，并将靶标模板组数据与图像的各个子区域数据进行相关性计算，粗略判断得到靶标图像存在的热点区域；

目标图像精确匹配单元将热点区域内图像数据与靶标特征模板数据逐像素进行相关性计算，判断得到靶标所在的图像位置；

结果判定单元处理获取靶标的坐标信息，并计算得到靶标的位移值。

上述桥梁实时监测系统中，靶标为目标对象上的一个特定图案或连续工作的加电靶标。

上述桥梁实时监测系统中，加电靶标为排成一定形状的LED或LD灯带。

上述桥梁实时监测系统中，无线数据传输单元为GPRS系统或3G无线传输系统。

上述桥梁实时监测系统中，抓拍像机为CCD或CMOS传感器。

本发明的技术效果如下：

1、将GPS的时间信号引入测量结果，并为传感器和像机的输出数据增加了时间标示码，实现了数据的精确同步，为后续数据处理和分析提供了同步基准。

2、通过对外界的结构检测传感器数据的分析和阈值判断，确定目标物体是否为动态变形，并根据信号阈值触发抓拍像机工作，实现了对动态形变的完整监测，确保了对桥梁全面合理的监测，并具有节省数据资源，减小无线数据传输和数据存储备份的压力的效果。

3、本发明采用先进的集成式位移传感器准确测量得到了桥梁的挠度参数，该位移传感器采用图像传感器获取被测量目标上远程靶标的图像，通过图像处理获得桥梁的挠度参数，且核心控制功能单元采用嵌入式系统，具有结构紧凑简单可靠、二维实时测量、测量量程大等特点，适用于长期、在线、多点测量。

4、本发明的位移传感器对靶标要求不高，系统可根据靶标生成不同缩放比及旋转角度的目标靶模板组，获取目标靶的距离、大小及位移信息；如果采用加电的LED或LD灯带作为靶标，则可以实现24小时全天候的工作，并具有特征目标提取方便和准确度高的特点，测量精度也相应提高。

5、本发明的位移传感器将靶标的特征目标提取后获得不同缩放率和不同旋转角度的目标模板组数据，预先放置在flash存储器中，在测量中只需要读取存储器的特征目标模板组数据与图像传感器的数据进行逐个比对，大大提高了比对效率；同时在数据比对过程中，利用图像相关性算法及粗略搜索及精确搜索相结合的策略有效提高了比对速率和准确度，最终提高了测量的时间分辨率和精度。

附图说明

图1为本发明桥梁实时监测系统的工作原理图；

图2为本发明桥梁实时监测系统的工作流程图

图3为本发明位移传感器的原理示意图；

图4为本发明位移传感器工作流程；

图5为本发明位移传感器中目标图像粗略匹配和粗略搜索原理示意图。

附图标记为：1－GPS授时单元；2－环境检测传感器单元；3－流量检测传感器单元；4－结构检测传感器单元；5－无线数据传输单元；6－抓拍像机；7－核心控制处理模块；11－光学镜头；12－图像传感器；13－触发控制单元；14－数据输出单元；15－核心控制功能单元；16－处理存储单元；17－目标图像匹配检测模块；20－靶标；21－靶标特征模板组；22－含有靶标的图像。

具体实施方式

如图1所示，本发明桥梁实时监测系统，包括核心控制处理模块7和与核心控制处理模块7联接的环境检测传感器单元2、流量检测传感器单元3、结构检测传感器单元4、抓拍像机6、GPS授时单元1和无线数据传输单元5。

其中环境检测传感器单元2包括温度传感器、风速传感器、雨量传感器中的一种或几种组合；流量检测传感器单元3包括地感传感器、红外传感器、称重传感器中的一种或几种组合；结构检测传感器单元4包括位移传感器、应变传感器、振动传感器中的一种或几种组合。

核心控制处理模块7包括中央控制单元和与中央控制单元联接的数据采集单元、同步触发控制单元和数据处理单元，其中数据采集单元采集获得环境检测传感器单元2、流量检测传感器单元3和结构检测传感器单元3的传感器数据。

同步触发控制单元按照GPS授时单元1提供的时基信号，按设定的频率同步触发数据采集单元对传感器信号进行采集，其中精确时间的获取是通过解析GPS的输出数据来实现的，也即通常所说的时间同步或者授时。

数据处理单元用于传感器信号的分析、处理和抓拍像机6触发阈值判断，并按照GPS授时单元1提供的时基信号，对传感器数据和抓拍像机6的图像数据进行处理，加上时间标示码，简单的说就是给图像记录的文件加上一个时间戳。

中央控制单元根据数据处理单元的触发阈值判断结果驱动抓拍像机6工作，并将获得的传感器数据和像机数据经无线数据传输单元5传出。

如图2所示，本发明桥梁实时监测系统的工作原理和流程如下：由于抓拍像机产生的数据量大，为了节省无线传输流量及数据存储量，在通常情况的桥梁静态变形下，图像记录系统不工作，这样可以节约数据资源。只有当桥梁发生动态变形时，才启动图像记录系统进行抓拍，而动态变形的发生时间则依靠结构检测传感器的数据来判断。

在数据处理单元对包括位移传感器、应变传感器、振动传感器在内的结构检测传感器4进行处理过程中，当传感器发生幅度突变超出预先设定的阈值时，可判断为桥梁产生了动态变形，这时中央控制单元会驱动抓拍像机6工作，对桥梁的整体图像进行记录，以便获得更详细的细节信息；当结构检测传感器4参数趋于正常时，则停止图像抓拍。

在对桥梁的参数进行全面记录过程中，由于采用了多种传感器和抓拍像机，为了确保后续多种参数数据能够同步融合，进行统一分析处理。数据处理单元在处理中，均加上了按照GPS授时单元获取的时间标示码，并经GPRS无线输出终端或3G无线传输系统输出，这样在后续处理和分析时就有了时间基准，为数据同步融合、提取和分析提供了方便。

时间标记作为传感器数据帧的帧头，由6个字节组成，结构如下表所示：

其中，BYTE0～BYTE3为从格林威治时间（0时区）1900年1月1日0点0分0秒开始的秒数，BYTE4～BYTE5为毫秒数。

由于图像记录数据量较大，按照每包128个字节的大小拆分成若干个带包序号的数据包，其中时间标记信息放置于第一包数据中，依次发送到服务器端，由服务器端后台服务软件把收到的数据包组合成拍照图片文件，并将图片信息以及拍照图片的时间标记信息写入数据库中。

在桥梁的荷载监测过程中，挠度最重要的参数之一，挠度的测量常采用目标物上设置靶标，并实时记录靶标的位移而计算得出挠度参数。为实现挠度的精确测量，本发明提出了一种集成式远程位移传感器，大大提高了测量精度，并具有结构紧凑可靠、二维实时测量、测量量程大等特点，适用于长期、在线、多点测量。

如图3所示，本发明的位移传感器包括光学镜头11、图像传感器12、核心控制功能单元15、处理存储单元16、触发控制单元13和数据输出单元14。位移传感器设置在远距离处变形可忽略的固定支点上，靶标设置在被测量目标上。

光学镜头11瞄准被测量目标上设置的靶标，在应用中可选变焦距的镜头，将不同距离、不同大小的目标成像至图像传感器上，这种工作方式对测量目标具有良好的适应性，并具有测量范围大的特点，其中图像传感器2为CCD或CMOS传感器，用于实时获取被测量目标的图像。

本发明的靶标可以为目标对象上的一个特定图案或连续工作的加电靶标。本装置对靶标要求不高，如果采用加电的LED或LD灯带作为靶标，则可以实现24小时全天候的工作，并具有特征目标提取方便和准确度高的特点，测量精度也相应提高。

触发控制单元13用于提供远程位移传感器所需的触发信号，传感器平时不工作，只有当外界触发信号到来时，位移传感器才开始工作，减小了数据存储和数据传输的压力。远程通讯单元14与处理存储单元16联接，用于图像数据的远程发送。

远程通讯单元14可以为无线GPRS系统、3G无线网络传输模块或光缆等有线传输系统，将测量结果传输至远端的值班室，满足了远程无人值守全天候的野外工作要求。

处理存储单元16包括Flash存储器与32位ARM处理器，其与处理存储单元16联接，实现图像数据的存储和处理。

核心控制功能单元15是本发明的核心部分，包括触发信号检测模块、靶标加载及特征提取模块、图像数据采集模块、图像灰度化及缩放模块和目标图像匹配检测模块17。其中靶标加载及特征提取模块事先根据靶标的特征进行缩放、旋转处理后，获得不同缩放比例和不同旋转角度的若干个匹配模板组数据，并将其存储在处理存储单元16的Flash存储器内供调用。

目标靶模板像素大小可以根据用户需要进行自由设定，原则上，目标靶模板的大小和实际测量环境中标靶成像后的像素大小越接近，测量的准确度越高；模板可以缩放的数量与模板的像素大小有关，最小缩放后的模板像素不小于4个像素大小；模板的旋转角度分度及支持最大旋转角度也可以根据用户需要设定，最小分度值为1°，最大支持±180°旋转。Flash容量为1GB。

当触发信号检测模块接收到触发信号后，图像采集模块获取图像传感器数据，首先对图像采集数据进行灰度化处理，把RGB图像数据转换成YUV格式数据，其中YUV格式数据中的Y值即为图像的灰度值，其转换公式如下：

Y=0.2989*R+0.5870*G+0.1140*B

经过灰度化处理后，对图片进行压缩、分别得到1/2,1/4,1/8,……1/n大小的图片组，n=2^x，x=1,2,3，……。然后与模板组数据进行相关性匹配计算。相关性分析可以用来衡量两幅图片相似度标准，两幅图片的相似度越高，则其相关系数越大，相关性计算公式如下：

$\mathrm{Avr}=\frac{1}{n}\underset{k=0}{\overset{n}{\∑}}{D}_k$

$\mathrm{coef}=\frac{\frac{1}{n}{\∑}_{k=0}^n{D}_k\×M_k}{1000*\sqrt{\frac{1}{n}{\∑}_{k=0}^n{(D_k-\mathrm{Avr})}^2}}$

其中，D_k为图片的灰度数据，Avr是图片灰度数据的平均值；M_k为模板图片的灰度数据，n为计算数，其值等于图片的宽度和高度乘积。

通过模板组与压缩后的图片组数据相关性分析，可以获得与标靶图片数据具有最大相关度系数的区域，该区域即为计算出的标靶位置，再与基准点图片中的标靶位置信息进行比对，获得标靶相对于基准点的位移信息。最后由远程通讯单元4传出。其中核心控制功能单元5由DSP构建，这种嵌入式工作方式可确保结构紧凑可靠，方便应用。

为了实现准确、高效率的位移参数测量，本发明的目标图像匹配检测过程采用粗细结合的方式，具体说明如下：目标图像匹配检测模块7包括目标图像粗略匹配单元、目标图像精确匹配单元和结果判定单元。在处理过程中，目标图像粗略匹配单元首先将图像灰度化及缩放模块处理后的图像划分为若干个区域，并将靶标模板组数据与图像的各个子区域数据进行相关性计算，粗略判断得到靶标图像存在的热点区域。具体计算及处理过程如下所述：

1）图像粗略匹配

用模板组分别和压缩后的图片从左上角开始进行相关性计算，为了加快计算的速度，首先进行快速匹配，即在进行相关性计算时，设定一个对图片区域进行匹配的步长，即容差，容差可以根据需要设置，默认设定容差为32个像素，这样在对压缩的图片组进行相关性计算时，匹配检索的步长为32，可以极大的提高检索的速度。找出具有最大相关系数值而且匹配度系数大于设定值（默认为0.8）的图片及其x，y坐标，以及与其匹配的模板信息（缩放比及旋转角度），则该区域及其相邻周边区域就是可能存在目标靶的热点图片区域，以及可能的模板缩放比及旋转角度，完成图像的粗略匹配；

2）精确匹配方式

粗略匹配获得图片中目标靶的热点区域后，为了获取目标靶的精确位置信息，还需要进行精确匹配定位计算，计算原理及过程和粗略匹配相同，不过这里把容差设定为1，即相当于对热点区域与模板组数据进行逐像素的相关性匹配计算，找到相关性系数值最大而且超过设定匹配度门限（默认为0.95）数据，则该组数据的x，y即为标靶图像的坐标点，与其匹配的模板缩放比率即为标靶的缩放比，旋转角度即为标靶的旋转角度。

3）靶标位置的判断

通过与基准点图片中标靶位置的比对，得到靶标所在的图像的精确位置，将该位置与原始位置进行比较，即得到测量目标的位移值。

本发明的位移测量流程如图4所示：

首先在在被测量目标上安装或选取靶标，由图像传感器获取靶标图像，根据靶标的特征建立目标靶模板，并对目标靶模板进行缩放和旋转处理，获得匹配模板组数据，并将其存储在处理存储单元6的Flash存储器内。

当位移传感器接收到触发信号时，图像数据采集模块获取图像传感器的图像数据，并对图像进行灰度化及缩放模块运行处理后，得到与靶标图像相适应的数据格式。

接着进入图像匹配检测流程，即将靶标特征模板数据与处理后的图像数据进行匹配检测，并根据检测结果计算出位移参数。本发明的匹配检测采取了图像相关性算法以及粗略搜索及精确搜索相结合的方法，极大地加快了测量的速度及精准性；

其中粗略搜索的过程如图5所示，先将前期处理后的图像划分为若干个区域，并将每个子区域的数据逐一与靶标特征模板组数据进行相关性计算，找到相关性系数最大并且大于设定的门限值的区域，则可判定为该区域可能存在目标靶，将其定义为热点区域，并获得与其匹配靶标模板的缩放比率及旋转角度。对于远程测量的图像传感器来说，其获得的靶标图像在桥梁的动态变形中表现为靶标图像的缩放和旋转角度，因此事先将靶标在成像中可能的变形图像进行特征提取后形成包含多个缩放比例和多个旋转角度的靶标特征模板组，只对模板组数据和图像划分后的子区域数据进行相关性计算，可大大提高运算速率。需要说明的是，粗略搜索中图像划分的子区域数量和靶标特征模板组中数据的个数要适量，同时兼顾测量精度和时间分辨率的要求。

精确搜索的过程是将热点区域内图像数据与靶标特征模板数据逐像素进行相关性计算，找到具有最大相关性系数而大于设定门限（默认0.95）的区域，则该区域即为最终测量到的目标的位置，从而获得目标靶在图片中的精确坐标信息。

最后根据现在位置坐标与原始位置坐标的比较，计算得到靶标的位移值，并将计算得到的位移参数由远程通讯单元4传出。这种利用图像相关性算法及粗略搜索及精确搜索相结合的策略有效提高比对速率和准确度，最终提高了测量的时间分辨率和精度。

本发明已在桥梁位移检测中得到应用，目前可测量位移的量程为10m级,测量精度达0.1mm级，时间分辨率为100ms。

本发明采用先进的位移传感器，获得了高精度的桥梁荷载下的挠度参数，再结合其他结构检测传感器单元3的数据和抓拍像机6的图像以及同步融合技术，有效地保障了桥梁的安全，具有极大的推广价值。

本发明的无线GPRS系统2也可采用RF系统或无线3G等传输终端，结构检测传感器中的位移传感器可采用布置在桥梁上的远程位移传感器，应变传感器可采用光纤光栅应变传感器、振动传感器可采用电磁原理的传感器。在实际应用中需要事先进行现场标定，并设定恰当的参数阈值，对于参数阈值的判断可以根据某一种特定传感器的数据或几种传感器数据的综合幅值进行考虑，并经过试验验证。以上均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种桥梁实时监测系统，其特征在于：包括核心控制处理模块（7）和与核心控制处理模块（7）联接的环境检测传感器单元（2）、流量检测传感器单元（3）、结构检测传感器单元（4）、抓拍像机（6）、GPS授时单元（1）和无线数据传输单元（5）；

所述的核心控制处理模块（7）包括中央控制单元和与中央控制单元联接的数据采集单元、同步触发控制单元和数据处理单元；

所述的数据采集单元用于获取环境检测传感器单元（2）、流量检测传感器单元（3）和结构检测传感器单元（3）的传感器数据；

所述的同步触发控制单元按照GPS授时单元（1）提供的时基信号，按设定的频率同步触发数据采集单元对传感器信号进行采集；

所述的数据处理单元用于传感器信号的分析、处理和抓拍像机（6）的触发阈值判断，并按照GPS授时单元（1）提供的时基信号，对传感器数据和抓拍像机（6）的图像数据进行处理，加上时间标示码；

所述的中央控制单元根据数据处理单元的触发阈值判断结果驱动抓拍像机（6）工作，并将处理后的传感器数据和像机数据经无线数据传输单元（5）传出。

2.根据权利要求1所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的环境检测传感器单元（2）包括温度传感器、风速传感器、雨量传感器中的一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的流量检测传感器单元（3）包括地感传感器、红外传感器、称重传感器中的一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的结构检测传感器单元（4）包括位移传感器、应变传感器、振动传感器中的一种或几种组合。

5.根据权利要求4所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的位移传感器包括光学镜头（11）、图像传感器（12）、核心控制功能单元（15）、处理存储单元（16）、触发控制单元（13）和数据输出单元（14），其中

所述的光学镜头（11）瞄准被测量目标上设置的靶标；

所述的图像传感器（12）为CCD或CMOS传感器，用于获取被测量目标的图像；

所述的触发控制单元（13）用于提供远程位移传感器所需的触发信号；

所述的数据输出单元（14）与处理存储单元（6）联接，用于图像数据的发送；

所述的处理存储单元（16）与核心控制功能单元（15）相联，用于图像数据的存储和处理；

所述的核心控制功能单元（15）包括触发信号检测模块、目标靶模板加载及规格化模块、图像数据采集模块、图像灰度化及缩放模块和目标图像匹配检测模块（17），其中，所述目标靶模板加载及规格化模块事先根据靶标的特征建立目标靶模板，并对目标靶模板进行缩放和旋转处理，获得匹配模板组数据，并将其存储在处理存储单元（16）的Flash存储器内；当触发信号检测模块接收到触发信号后，图像采集模块获取图像传感器数据，经过图像灰度化及缩放模块运行处理后，得到与靶标图像相适应的数据格式；在目标图像匹配检测模块（17）内将靶标特征模板组数据与处理后的图像传感器数据进行匹配检测，并根据检测结果计算出位移参数，最后由数据输出单元（14）传出。

6.根据权利要求5所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的目标图像匹配检测模块包括目标图像粗略匹配单元、目标图像精确匹配单元和结果判定单元，其中

所述的目标图像粗略匹配单元将图像灰度化及缩放模块处理后的图像划分为若干个区域，并将靶标模板组数据与图像的各个子区域数据进行相关性计算，粗略判断得到靶标图像存在的热点区域；

所述的目标图像精确匹配单元将热点区域内图像数据与靶标特征模板数据逐像素进行相关性计算，判断得到靶标所在的图像位置；

所述的结果判定单元处理获取靶标的坐标信息，并计算得到靶标的位移值。

7.根据权利要求5或6所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的靶标为目标对象上的一个特定图案或连续工作的加电靶标。

8.根据权利要求7所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的加电靶标为排成一定形状的LED或LD灯带。

9.根据权利要求1所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的无线数据传输单元（5）为GPRS系统或3G无线传输系统。

10.根据权利要求1所述的桥梁实时监测系统，其特征在于：所述的抓拍像机（6）为CCD或CMOS传感器。