CN118982793B 结构沉降的非接触远距离监测方法与系统 （水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院）

司本发明提出了一种结构沉降的非接触远距特征图；计算图结构变化指标和局部垂直变形2S15、基于融合后的高质量图像和预先存储的参考图像，应用基于局部特征描述子的32.根据权利要求1所述的结构沉降的非接触远距离监测方法，其特征在于，步骤S1243.根据权利要求1所述的结构沉降的非接触远距S131、基于对比度优化后的图像集合，对每张图像4.根据权利要求1所述的结构沉降的非接触远距离监测方法，像与校正后的图像集合中的图像的结构相似性指数；如果结构相似性指数低于预设阈值，5S144、将最终的增强图像与校正后的图像集合5.根据权利要求1所述的结构沉降的非接触远所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所现权利要求1~5任一项所述的结构沉降的非接触67[0020]如图1所示，本申请提出了一种结构沉降的非接触远距离监测方法，包括如下步8[0030]S15、基于融合后的高质量图像和预先存储的参考图像，应用基于局部特征描述[0038]读取灰度映射函数M(k)和原始图像I，对图像I中的每个像素p(x，y)应用映射函读取预设的目标亮度值targetbrightness，计算亮度调整因子α=targetbrightness/9子块。对每个子块Bij计算局部对比度Cij=(max(Bij)_min(Bij))/(max(Bij)+mincontrast_Cij)/Tcontrast。对子块中的每个像素padj([0040]获取gamma校正后的所有子块，使用双线性插值方法将相邻子块的边界像素进行2jj[0052]本实施例通过Zernike多项式大气湍流校正算法，有效解决了远距离光学观测中准确描述大气湍流引起的波前畸变的数学模型。特别是通过计算Zernike多项式系数并构选择适合的小波基函数ψ(x)，如DaubecH1分别+Dl2SSIM低于预设阈值TSSIM，则调整软阈值处理的参数λl，重复软阈值处理过程和图像重构过E[0071]S22、基于特征点集合和预处理后的图像集合，采用增强型二进制描述子生成算[0075]获取特征点集合P(t)和配准后的图像Ir(t)，对每个特征点应ii个特征点从初始帧到当前[0078]读取过滤后的垂直轨迹集合T'(t)，应用自适应三角剖分算法构建特征点之间的测算法通过优化窗口滑动策略和非极大值抑制方法，提高了特征点识别的速度和准确性，ijjvinitmm)}，其中每个元素包含更新后的特征点位置和对应的跟踪质量指yxy[0100]S34、基于沉降场函数和预存储在系统数据库中的历史沉降场函数集，进行离散12ki[0103]基于特征图G(t)和过滤后的垂直轨迹集合T'(t)，应用局部刚性保持变形算法估最小化能量函数，得到每个特征点的最优变形向量。最终输出局部垂直变形场D(t)={d12mi[0105]获取当前沉降场函数S(x，y，t)和存储在系统数据库中的历史沉降场函数集{S2r}算子理论的非线性预测方法进行沉降预测：将当前沉降场S(x，y，t)投影到动态模式空式分解和基于Koopman算子理论的非线性预测等方法，实现了高精度的垂直位移估计和沉2n，λ2σΔλiλ2kvjj0全局垂直变形场D(t)及其特征量div(D)和curl(D)用确评估非均匀沉降对结构的影响提供了关键技术支持。通过将结构划分为重叠的局部区i2iS和▽2S分别表示S的梯度和Hessian矩阵。使用有限差分法离散化平滑项。基于平滑项2对应的增长率Λ={λ12i▽2(x，y)基于局部预测误差估计。基于预测置信区间CI(x，y)和优化预测沉降场S''(x，降场函数S''(x，y，t+Δt)、置信区间CI(x，y)和特征描述符FP[0137]本实施例通过基于Koopman算子理论的非线性预测方法，实现了对复杂沉降动力[0144]获取不确定性场U(x入参数的不确定性表示为正交多项式基函数的线性组合，有效量化了沉降估计的不确定[0148]在本申请的一个实施例中，获取沉降场函数S(x，y，t)和预测计算置信区间的宽度W(x，avgavgS能量和熵决定是否进一步分解该节点。如果E(node)>p*E(parent)或S(node)<p*S[0155]获取完成分解后的小波包树。计算每个叶节点的归一化能量Enorm(node)=El表示误差尺度系数。[0158]本实施例通过小波包变换算法，实现了对沉降场误差的多尺度分解和精细化分[0159]在本申请的一个实施例中，获取沉降场函数S(x，y，t)和误差尺度系数集{εl}。将连续的沉降场函数离散化为状态向量x(t)=[S(x1，y1，t)，S(x2，y2，t)，...，S[0160]读取观测方程和误差尺度系数集{εl}。初始化过程噪声协方差矩阵Q(0)=diag差矩阵。计算Kalman增益K(t+1)=P(t+1|t)H(t+1)T[H(t+1)P(t+1|t)H(t+1)T+R(t+散化为状态向量，成功将复杂的空间分布问题转化为可处理的状态估计问题，为应用入误差尺度系数动态调整噪声协方差矩阵，实现了对不同尺度和来源误差的自适应处理，[0165]在本申请的一个实施例中，获取优化沉降场函数S*(x，y，t)和配准后图像Ir[0170]读取最终高分辨率沉降场S**(x，y，t)。计算与原始沉降场S*(x，y，t)的均方[0171]其中S*(x，y，t)表示优化后的沉降场函数；S**(x，y，t)表示高精度沉降场函[0178]S4、精度检测。往模型中随意输入一组观测参数，和一个沉降距离y2测试（0~制台以及R轴旋转平台，再连接光学观测仪器；升降控制台与旋转台的移动精度要求小于度位于结构中部，应确保与观测平台保持视线畅通，无物理性遮挡，直线观测距离小于[0203]在本申请的一个实施例中，某城际高铁施工项目中，高铁路线跨越约2400m的河[0207]红外光学观测仪器采用现有的高精度红外瞄准镜，型号是PARD_SA61_45L45mm[0214]本实施例为距离岸边相对最远的三个桥墩布设了热源矩阵系统，观测距离约[