段鑫获国家专利权
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龙图腾网获悉段鑫申请的专利一种基于双向高维向量欧式距离的桥梁全场变形监测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115331125B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210978206.6,技术领域涉及:G06V20/17;该发明授权一种基于双向高维向量欧式距离的桥梁全场变形监测方法是由段鑫;楚玺设计研发完成,并于2022-08-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于双向高维向量欧式距离的桥梁全场变形监测方法在说明书摘要公布了:本发明涉及桥梁建设技术领域,具体涉及一种基于双向高维向量欧式距离的桥梁全场变形监测方法,具体包括以下步骤:S1、结构监测数据库的建立;S2、拓扑模型的匹配;S3、位移分布图的计算,本发明中基于图像传感器对结构进行监测周期序列影像采集,通过数字图像进行处理分析恢复目标结构的拓扑模型,形成结构监测面的若干虚拟位移监测点,利用同名点及空间尺度转换关系恢复每个监测周期的结构拓扑模型真实空间尺度关系及虚拟位移监测点匹配关系,通过计算各监测周期虚拟位移监测点的偏移量得到结构监测区域位移动态分布,实现对结构的经济、便捷、安全、可信的变形监测。
本发明授权一种基于双向高维向量欧式距离的桥梁全场变形监测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于双向高维向量欧式距离的桥梁全场变形监测方法,其特征在于,具体包括以下步骤: S1、结构监测数据库的建立; S2、拓扑模型的配准: 所述步骤S2具体为: S2.1、同一世界坐标体系下同步T0工况与任意测试工况Ti下拓扑模型; S2.2、设定T0工况与测试工况Ti下结构场景中均可保持相对稳定区域部分为项目配准基准,标记此区域为T0、Ti拓扑模型配准基准区域,以T0模型中基准区域为参照,分别提取T0、Ti拓扑模型中基准区域内三维特征点分布: S2.3、根据图像与三维实景的透视关系,分别创建T0、Ti中基准区域内三维特征点与投影图像的索引关联如下: S2.4、根据三维特征点与成像平面投影特征点的透视关系,计算T0、Ti基准区域中各三维特征点在投影图像上的像素坐标,建立索引关联,具体如下: S2.5、分别计算T0,Ti基准区域中各三维特征点在所有关联图像中投影点的SIFT描述向量,得各三维特征点的均值本征SIFT描述向量计算为: S2.6、计算T0与Ti基准区域中三维特征点均值本征SIFT描述向量之间的欧式距离,如果存在T0中点A的均值本征描述向量与Ti中点A'的均值本征描述向量之间距离为A与Ti中所有特征点的均值本征描述向量的最短距离,同时为A'与T0中所有特征点的均值本征描述向量的最短距离,即判定为为同名点对,得到T0与Ti的同名点对集合 S2.7、分别计算集合内T0工况、测试工况Ti的三维特征点在x、y、z轴方向上的平均坐标,得到工况T0,Ti标记区域的质心坐标以T0下拓扑模型为参照,移动Ti工况拓扑模型,移动的方向为移动距离为至PT0、PTi重合为PTx0,y0,z0; S2.8、检查移动后T0、Ti拓扑模型方位是否基本一致,如果不一致,保持质心坐标PT不变下,调整Ti拓扑模型,有[x'、y'、z']T=R·[x、y、z]T,R为旋转矩阵,[x、y、z]T为空间点初始坐标,[x'、y'、z']T为调整后空间点坐标,直至T0、Ti拓扑模型方位基本上保持一致; S2.9、优化S2.8步骤方位调整结果,以T0下拓扑模型为参照,质心PT为旋转中心,优化Ti工况拓扑模型旋转矩阵R参数,此时基础工况T0,Ti中标记区域质心PT到集合M内各同名点的向量为:配准点对与质心的夹角之和ξ为总角度限值,完成T0、Ti拓扑模型的方向校准; S2.10、检查移动后T0、Ti拓扑模型尺寸是否基本一致,如果不一致,保持质心坐标PT不变下,以PT为中心,调整Ti拓扑模型,调整公式依据如下:λ为缩放系数,所述步骤S2.10中模型尺寸调整至直至T0、T0拓扑模型尺寸基本上保持一致; S2.11、优化S2.10步骤方位调整结果,以T0下拓扑模型为参照,优化Ti工况拓扑模型缩放系数λ,计算配准点对间距离,直至为距离之和限值,此时T0、Ti拓扑模型配准完毕; S3、位移分布图的计算: 所述步骤S3具体为: S3.1、利用步骤S2进行T0工况与测试工况Ti的拓扑模型准确匹配,恢复各监检测工况下结构力学拓扑模型真实尺度关系; S3.2、分割T0工况与测试工况Ti拓扑模型结构要素,提取监测主体结构形变分析区域拓扑模型数据; S3.3、根据图像与三维实景的映射关系,分别创建T0、Ti形变分析区域中各三维特征点与关联图像的索引关联,具体如下: S3.4、根据空间点与成像平面投影点的映射关系,计算T0、Ti主体结构形变区域内各三维特征点在关联图像上的投影坐标,建立索引关联; S3.5、分别计算T,T形变区域内各三维特征点在所有关联图像中投影点的SIFT描述向量,得形变区域中各三维特征点的均值本征SIFT描述向量计算为: S3.6计算T与T形变区域内三维特征点均值本征SIFT描述向量之间的欧式距离,如果存在T中点A的均值本征描述向量与T中点A'的均值本征描述向量之间距离为A与T中所有特征点的均值本征描述向量的最短距离,同时为A'与T中所有特征点的均值本征描述向量的最短距离,即判定为为虚拟位移传感器点对,得到T与T的点对集合 S3.7计算集合N中虚拟传感器点对地偏移矢量σ,并进行降噪处理。 S3.8计算各虚拟传感器的真实位移矢量:v=ξXσ,ξ形变系数,v为位移矢量,得到形变区域全场的位移矢量分布。
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