基于计算机视觉方法的古建筑变形监测

摘要：

针对古建筑整体变形和局部变形监测需要, 提出基于计算机视觉方法的古建筑变形监测系统. 考虑到古建筑变形微量, 缓变, 监测过程相机布设受限等特点, 引入张正友相机标定法消除相机光轴需垂直目标的局限性, 实现将任意倾斜图像转至三维坐标系进行分析, 并利用亚像素插值技术提高了监测精度, 测试的归一化精度达到 99.5%. 利用该系统分别进行了实验室振动台缩尺古建筑模型的二维平面振动监测, 北京故宫博物院咸福宫井亭简化模型静态监测试验, 以验证该系统用于古建结构变形监测的可行性. 结果表明: 基于计算机视觉方法的古建筑变形监测系统可用于古建筑受长期荷载和偶然荷载下结构变形的无损监测, 其支持有靶标和无靶标两种变形监测; 在偶然荷载下有, 无靶标结构变形监测误差均小于 8%, 在长期荷载下有靶标结构变形监测误差小于 4%.