基于机器视觉的结构健康监测方法及应用

伍 高

(湖南宏特试验检测有限公司， 湖南 长沙 410118)

0 概述

结构健康监测技术是以保障工程结构运行安全为基本目标，通过部署各种传感器，监测各种物理量，评估结构状态和性能，指导日常检查和维护的一门新兴技术。大型结构健康监测系统，综合来自力学、电学、电磁学、光学、热学、化学等多个领域的创新传感技术，为准确获取反映实际环境和结构条件的大量原始数据做出了巨大贡献。在过去的30 a里，世界各国的研究人员在新型传感技术发展中投入了大量精力，并在结构健康监测研究领域取得了巨大的进展[1-2]。

随着光学器件和计算机科学飞速发展，基于机器视觉的体构健康监测技术已成为一个前沿研究领域，并日益受到土木工程界关注。基于视觉机器的结构传感和监测主要包括4个阶段： ①检测损伤的存在；②定位损伤；③识别损伤类型；④量化损伤的严重程度。与传统裂缝检测相比，检测内容更加多元化，能够更具体地判定损伤类型及损伤严重程度。到目前为止，许多基于视觉的分析方法已经被开发用于结构位移测量、应变与应力监测、振动响应监测、裂纹或缺陷检测和表征等领域[3-5]。本文对基于机器视觉的土木工程基础设施监测方法进行综述，重点介绍相关方法和实际应用。

1 机器视觉方法

基于视觉的测量系统通常由图像采集设备(数码相机、镜头和图像采集器)、计算机和图像处理软件平台组成。在这些组件中，图像处理软件平台是关键部分，它将特定的计算算法集成，以获取结构监测中的力学参数。……