視覺光電撓度儀的工作原理

視覺光電撓度儀的工作原理核心是通過機(jī)器視覺技術(shù)捕捉目標(biāo)位移，結(jié)合光電傳感輔助定位，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)撓度的非接觸式測(cè)量，具體流程可分為以下4個(gè)關(guān)鍵步驟：  

 1. 標(biāo)記點(diǎn)布設(shè)：建立測(cè)量基準(zhǔn)

在被測(cè)結(jié)構(gòu)（如橋梁梁體、建筑橫梁）的關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)（如跨中、支座附近）粘貼高對(duì)比度標(biāo)記點(diǎn)（如反光靶標(biāo)、黑色圓點(diǎn)或激光投射點(diǎn)）。這些標(biāo)記點(diǎn)作為“位移基準(zhǔn)"，其位置變化直接反映結(jié)構(gòu)的彎曲變形（撓度）。標(biāo)記點(diǎn)需與背景形成明顯反差（如白色結(jié)構(gòu)用黑色靶標(biāo)），確保后續(xù)圖像能清晰識(shí)別。  

 2. 視覺與光電采集：捕捉目標(biāo)動(dòng)態(tài)

視覺采集：通過高精度工業(yè)相機(jī)（或CCD/CMOS傳感器）實(shí)時(shí)拍攝標(biāo)記點(diǎn)的圖像，鏡頭焦距根據(jù)測(cè)量距離調(diào)整（如遠(yuǎn)距離用長焦鏡頭），確保標(biāo)記點(diǎn)在畫面中占據(jù)足夠像素（通?！?0×10像素），為后續(xù)計(jì)算提供基礎(chǔ)。  

光電輔助：內(nèi)置激光位移傳感器或紅外測(cè)距模塊，同步測(cè)量相機(jī)與被測(cè)結(jié)構(gòu)的距離（消除距離變化對(duì)像素-物理尺寸換算的影響）；環(huán)境光傳感器則自動(dòng)調(diào)節(jié)相機(jī)曝光參數(shù)（如強(qiáng)光時(shí)降低曝光，弱光時(shí)補(bǔ)光），保證圖像清晰度。  

 3. 圖像處理：將像素位移轉(zhuǎn)化為物理位移 

設(shè)備內(nèi)置專用算法對(duì)采集的圖像進(jìn)行分析：  

特征點(diǎn)識(shí)別：通過邊緣檢測(cè)、灰度匹配等技術(shù)，精準(zhǔn)鎖定標(biāo)記點(diǎn)在圖像中的位置（精度可達(dá)亞像素級(jí)，即小于1個(gè)像素的尺寸）。  

位移計(jì)算：對(duì)比不同時(shí)刻（如加載前、加載中、加載后）標(biāo)記點(diǎn)的像素坐標(biāo)變化，結(jié)合激光測(cè)距得到的實(shí)際距離，將像素位移換算為毫米級(jí)的物理位移（公式：物理位移=像素位移×像素尺寸，其中像素尺寸=實(shí)際距離÷鏡頭焦距對(duì)應(yīng)的像素比例）。  

 4. 撓度擬合：生成結(jié)構(gòu)變形曲線  

根據(jù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)（如橋梁跨中、1/4跨、3/4跨）的位移數(shù)據(jù)，通過曲線擬合算法（如最小二乘法）生成結(jié)構(gòu)的彎曲變形曲線，最終輸出各測(cè)點(diǎn)的撓度值（如最大撓度、撓度分布規(guī)律），并通過軟件實(shí)時(shí)顯示或存儲(chǔ)。  

簡言之，視覺光電撓度儀的本質(zhì)是**“用眼睛（相機(jī)）看標(biāo)記點(diǎn)動(dòng)了多少，再通過計(jì)算算出實(shí)際彎了多少"，全程不接觸被測(cè)結(jié)構(gòu)，因此不會(huì)干擾其受力狀態(tài)，適合高精度、動(dòng)態(tài)的撓度測(cè)量場(chǎng)景。