CN112945122A - 一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法，包括贴于盖梁拼接待测区域的散斑贴，相机三角架，平行安装放置于相机三脚架上方的工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头，安装有DIC处理软件的计算机，USB3.0光纤数据线，USB3.0光纤数据线，放置于盖梁拼接待测区域前的标定板，所述USB3.0光纤数据线的一端与左目摄像机相连，另一端与计算机USB3.0接口相连，所述USB3.0光纤数据线的一端与右目摄像机相连，另一端与计算机USB3.0接口相连，本发明能很好的用来测试预应力钢筋张拉过程中盖梁拼缝处的应变场，操作方便，现场环境要求不高，且成本相对较低。
Description
技术领域
本发明属于数字图像相关法领域，尤其涉及一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法。
背景技术
随着社会的发展，以及我国交通网络的快速发展，对环境的要求越来越高，对桥梁的建设提出了更高的要求。装配式桥梁因其可采用工厂预制，施工工期较短，对现场交通及环境相对较小，得到大量推广应用。因此，作为装配式简支梁桥的重要组成部分，预制盖梁也随之被广泛地运用于桥梁工程中。当桥梁宽较宽，盖梁长度较长，重量超过200t时，需要采用预制拼装盖梁。盖梁拼接处相对薄弱，因此，在张拉预应力钢筋得过程中，为防止拼缝处发生破坏，需对预应力张拉过程中的盖梁拼缝处混凝土应变场进行分析、研究。而当前缺乏对盖梁中张拉过程中拼装处混凝土应变场的测试方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法,以解决缺少对盖梁中张拉过程中拼装处混凝土应变场的测试方法的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法的具体技术方案如下：
基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统，包括贴于盖梁拼接待测区域的散斑贴，相机三角架，平行安装放置于相机三脚架上方的工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头，安装有DIC处理软件的计算机，左USB3.0光纤数据线，右USB3.0光纤数据线，放置于盖梁拼接待测区域前的标定板，所述左USB3.0光纤数据线的一端与工业左目摄像机及镜头相连，另一端与计算机USB3.0第一接口相连，所述右USB3.0光纤数据线的一端与工业右目摄像机及镜头相连，另一端与计算机USB3.0第二接口相连。
进一步的，所述散斑贴以平整的方式贴在盖梁拼接待测区域处，用马克笔补充未被散斑贴贴上的区域。
进一步的，所述工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头拍摄同一片盖梁拼接待测区域。
进一步的，所述标定板的尺寸≥拍摄视野的1/4，且不超出拍摄视野。
基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试的方法，包括以下步骤：
步骤一、将散斑贴贴于盖梁拼接待测区域，对没有贴上散斑的部位用马克笔进行补充，使盖梁拼接待测区域均有散斑覆盖；
步骤二、调整工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头的位置和角度，使工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头拍摄同一待测区域；
步骤三、将左USB3.0光纤数据线的一端与工业左目摄像机及镜头相连，另一端与计算机USB3.0第一接口相连，将右USB3.0光纤数据线的一端与工业右目摄像机及镜头相连，另一端与计算机USB3.0第二接口相连，保证工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头采集到的数据准确地传输至计算机；
步骤四、通过计算机中DIC处理软件获取拍摄画面，调整工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头的位置和角度，使二者拍摄同一盖梁拼接待测区域；
步骤五、调节工业左目摄像机及镜头和工业右目摄像机及镜头的光圈和焦距，结合调节计算机中DIC处理软件参数，控制曝光时长，使拍摄的画面亮度正常且清晰；
步骤六、通过计算机中的DIC处理软件结合标定板，进行双目标定；
步骤七、建立双机采集，对盖梁预应力钢筋张拉过程中的散斑变化图像进行采集；
步骤八、通过计算机中的DIC处理软件处理双机采集数据得出预应力钢筋张拉过程中混凝土应变场。
进一步的，所述步骤六中双目标定的具体步骤是将标定板平行放置于盖梁拼接待测区域前，利用DIC处理软件中的双目标定，采集10张标定板图像，采集过程中每采集成功一张图像需将标定板旋转一定小角度，以保证采集不同的10张标定板图片，完成标定。
进一步的，所述步骤八包括以下步骤：
步骤A、建立离线标定，将双机标定的数据导入，修改相关参数，与双机标定时保持一致，进行离线标定；
步骤B、进行数据计算，将采集的数据与步骤A中离线标定的数据导入DIC处理软件，进行标定基础上的数据计算；
步骤C、框选出所需要分析的区域，进行计算；
步骤D、对计算后的数据进行数据分析，调整坐标系，最终得出预应力钢筋张拉过程中，盖梁拼缝区域混凝土的应变场。
本发明的一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法具有以下优点：能很好的用来测试预应力钢筋张拉过程中盖梁拼缝处的应变场，操作方便，现场环境要求不高，且成本相对较低。
附图说明
图1为本发明的散斑贴贴至待测区域示意图；
图2为本发明的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统示意图；
图3为本发明的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试方法流程示意图；
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法做进一步详细的描述。
基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统，应用于测试梁预制盖梁张拉预应力过程中，拼缝区域的混凝土的应力场，如图2所示，包括：贴于盖梁拼接待测区域的散斑贴1，相机三角架2，平行安装放置于相机三脚架2上方的工业左目摄像机及镜头3和工业右目摄像机及镜头4，安装有DIC处理软件的计算机5，左USB3.0光纤数据线6，右USB3.0光纤数据线7，放置于盖梁拼接待测区域前的标定板8，标定板8规格按现场测量区域大小选用，所述左USB3.0光纤数据线6的一端与工业左目摄像机及镜头3相连，另一端与计算机5的USB3.0第一接口相连，所述右USB3.0光纤数据线7的一端与工业右目摄像机及镜头4相连，另一端与计算机5的USB3.0第二接口相连，保证工业左目摄像机及镜头3和工业右目摄像机及镜头4采集的图片可以传输至计算机，若光纤数据传输线连接非USB3.0接口则会导致视频数据传输丢失。
如图1所示，散斑贴1以平整的方式贴在盖梁拼接待测区域处，用马克笔补充未被散斑贴1贴上的区域。
调整工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)的位置及角度，使工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)拍摄同一片盖梁拼接待测区域。
标定板8的尺寸应根据拍摄视野选择，不小于拍摄视野的1/4，且不超出拍摄视野。
如图3所示，为本发明的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试方法流程示意图，基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试方法包括以下步骤：
步骤一、将散斑贴1贴于盖梁拼接待测区域，对没有贴上散斑的部位用马克笔进行补充，使盖梁拼接待测区域均有散斑覆盖。
步骤二、调整工业左目摄像机及镜头3和工业右目摄像机及镜头4的位置和角度，使工业左目摄像机及镜头3和工业右目摄像机及镜头4拍摄同一待测区域。
步骤三、将左USB3.0光纤数据线6的一端与工业左目摄像机及镜头3相连，另一端与计算机5的USB3.0第一接口相连，将右USB3.0光纤数据线7的一端与工业右目摄像机及镜头4相连，另一端与计算机5的USB3.0第二接口相连，保证工业左目摄像机及镜头3和工业右目摄像机及镜头4采集到的数据准确地传输至计算机5。
步骤四、通过计算机5中DIC处理软件获取拍摄画面，调整工业左目摄像机及镜头3和工业右目摄像机及镜头4的位置和角度，使二者拍摄同一盖梁拼接待测区域。
步骤五、调节工业左目摄像机及镜头3和工业右目摄像机及镜头4的光圈和焦距，结合调节计算机5中DIC处理软件参数，控制曝光时长，使拍摄的画面亮度正常且清晰。
步骤六、通过计算机中5的DIC处理软件结合标定板8，进行双目标定。双目标定的具体步骤是将标定板8平行放置于盖梁拼接待测区域前，利用DIC处理软件中的双目标定，采集10张标定板8图像，采集过程中每采集成功一张图像需将标定板8旋转一定小角度，以保证采集不同的10张标定板图片，完成标定。
步骤七、建立双机采集，对盖梁预应力钢筋张拉过程中的散斑变化图像进行采集。
步骤八、通过计算机中5的DIC处理软件处理双机采集数据得出预应力钢筋张拉过程中混凝土应变场，包括以下步骤：
步骤A、建立离线标定，将双机标定的数据导入，修改相关参数，与双机标定时保持一致，进行离线标定；
步骤B、进行数据计算，将采集的数据与步骤A中离线标定的数据导入DIC处理软件，进行标定基础上的数据计算；
步骤C、框选出所需要分析的区域，进行计算；
步骤D、对计算后的数据进行数据分析，调整坐标系，最终得出预应力钢筋张拉过程中，盖梁拼缝区域混凝土的应变场。
本发明基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统及其方法操作方便，对现场环境要求不高，且成本相对较低，可以很好用来测试张拉预应力钢筋的过程中盖梁拼缝处混凝土的应力场。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统，其特征在于，包括：
贴于盖梁拼接待测区域的散斑贴(1)；
相机三角架(2)；
工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)平行安装放置于相机三脚架(2)的上方；
安装有DIC处理软件的计算机(5)；
左USB3.0光纤数据线(6)；
右USB3.0光纤数据线(7)；
放置于盖梁拼接待测区域前的标定板(8)；
所述左USB3.0光纤数据线(6)的一端与工业左目摄像机及镜头(3)相连，另一端与计算机(5)USB3.0第一接口相连；
所述右USB3.0光纤数据线(7)的一端与工业右目摄像机及镜头(4)相连，另一端与计算机(5)USB3.0第二接口相连。
2.根据权利要求1所述的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统，其特征在于，所述散斑贴(1)以平整的方式贴在盖梁拼接待测区域处，用马克笔补充未被散斑贴(1)贴上的区域。
3.根据权利要求2所述的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统，其特征在于，所述工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)拍摄同一片盖梁拼接待测区域。
4.根据权利要求4所述的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试系统，其特征在于，所述标定板(8)的尺寸≥拍摄视野的1/4，且不超出拍摄视野。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将散斑贴(1)贴于盖梁拼接待测区域，对没有贴上散斑的部位用马克笔进行补充，使盖梁拼接待测区域均有散斑覆盖；
步骤二、调整工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)的位置和角度，使工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)拍摄同一待测区域；
步骤三、将左USB3.0光纤数据线(6)的一端与工业左目摄像机及镜头(3)相连，另一端与计算机(5)USB3.0第一接口相连，将右USB3.0光纤数据线(7)的一端与工业右目摄像机及镜头(4)相连，另一端与计算机(5)USB3.0第二接口相连，保证工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)采集到的数据准确地传输至计算机(5)；
步骤四、通过计算机(5)中DIC处理软件获取拍摄画面，调整工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)的位置和角度，使二者拍摄同一盖梁拼接待测区域；
步骤五、调节工业左目摄像机及镜头(3)和工业右目摄像机及镜头(4)的光圈和焦距，结合调节计算机(5)中DIC处理软件参数，控制曝光时长，使拍摄的画面亮度正常且清晰；
步骤六、通过计算机中(5)的DIC处理软件结合标定板(8)，进行双目标定；
步骤七、建立双机采集，对盖梁预应力钢筋张拉过程中的散斑变化图像进行采集；
步骤八、通过计算机中(5)的DIC处理软件处理双机采集数据得出预应力钢筋张拉过程中混凝土应变场。
6.根据权利要求5所述的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试的方法，其特征在于，所述步骤六中双目标定的具体步骤是将标定板(8)平行放置于盖梁拼接待测区域前，利用DIC处理软件中的双目标定，采集10张标定板(8)图像，采集过程中每采集成功一张图像需将标定板(8)旋转一定小角度，以保证采集不同的10张标定板图片，完成标定。
7.根据权利要求6所述的基于散斑图像的盖梁拼接应变场测试的方法，其特征在于，所述步骤八包括以下步骤：
步骤A、建立离线标定，将双机标定的数据导入，修改相关参数，与双机标定时保持一致，进行离线标定；
步骤B、进行数据计算，将采集的数据与步骤A中离线标定的数据导入DIC处理软件，进行标定基础上的数据计算；
步骤C、框选出所需要分析的区域，进行计算；
步骤D、对计算后的数据进行数据分析，调整坐标系，最终得出预应力钢筋张拉过程中，盖梁拼缝区域混凝土的应变场。
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