申请/专利权人：中南大学;长沙市规划设计院有限责任公司

申请日：2024-03-28

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118258377A

主分类号：G01C21/00

分类号：G01C21/00;G06T7/80;G06T7/70;G06T3/60;G06T3/06;G01B11/00

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：本发明公开一种基于三维正交光标的桥梁转体监测方法及系统，该方法包括：布设正交三维光标与图像采集装置，建立坐标系；在转体施工前获取三维正交光标的初始姿态图像，提取光束投影的成像信息，并确定初始姿态时各坐标系之间的变换关系；建立光束与光束投影之间的映射关系，采用变分原理和数值迭代法求解光标初始姿态；桥梁转体过程中连续采集桥梁不同时刻的姿态图像，求解不同时刻桥梁转体姿态；计算桥梁从初始姿态变换至任意时刻姿态的相对旋转矩阵，从中分离得到相对旋转欧拉角。该方法采用三维正交光标作为视觉输入，能够准确计算转体桥梁从初始姿态至任意姿态的相对转角，实现对桥梁转体全过程的实时监测，准确、高效、低成本、安全、无接触。

主权项：1.一种基于三维正交光标的桥梁转体监测方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，在转体桥梁上布设至少一个能发射光束的三维正交光标，在桥梁转体范围外布设图像采集装置；分别在桥梁、图像采集装置上建立桥梁局部坐标系、相机坐标系，同时以三维正交光标光束交点为原点，三条光束方向为坐标轴建立光标坐标系；S2，在桥梁转体施工前，图像采集装置拍摄并采集包含三维正交光标光束射线的图像作为初始姿态图像，从初始姿态图像中提取初始姿态时三维正交光标光束投影在成像平面的方向角和交点坐标；S3，采用刚体空间变换原理建立光标坐标系、相机坐标系的变换关系，根据成像原理建立三维正交光标光束与光束投影的映射关系，根据所述变换关系、映射关系以及S2所得初始姿态时光束投影的方向角和交点坐标，利用变分原理和数值迭代法求解得到三维正交光标的初始姿态，根据三维正交光标初始姿态以及光标坐标系与桥梁局部坐标系的转换关系，得到初始姿态时相机坐标系与桥梁局部坐标系的变换关系，进而确定桥梁转体的初始姿态；S4，桥梁转体施工过程中，图像采集装置连续采集桥梁转体不同时刻的姿态图像，从所得不同时刻姿态图像中提取不同时刻三维正交光标光束投影在成像平面的方向角和交点坐标，采用变分原理和数值迭代法求解得到三维正交光标不同时刻空间姿态，得到桥梁转体过程中不同时刻相机坐标系与桥梁局部坐标系的变换关系，进而确定桥梁转体不同时刻的空间姿态；S5，根据S3-S4所得桥梁转体初始姿态、转体过程中不同时刻的空间姿态，求得桥梁转体过程中不同时刻姿态与初始姿态的相对旋转矩阵；设定桥梁绕自身局部坐标系发生相对旋转的旋转次序，根据旋转次序从所述相对旋转矩阵中提取得到桥梁转体不同时刻的相对旋转欧拉角。

全文数据：

权利要求：

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