局部自适应序列图像拼接算法

在数字摄影测量等应用中需要对航空拍摄的序列图像数据进行拼接才能得到对应地面的全景图像。讨论了帧与帧之间存在相对旋转或几何畸变的情况下,用多帧图像进行拼接产生地面全景图的方法。该方法在相邻帧图像之间采用基于控制点的局部自适应方法进行定位,再采用淡入淡出的方法进行拼接和数据融合,重建地面全场景图像。实验结果表明本方法能够有效地解决图像拼接中帧间旋转或几何畸变问题,并避免了图像的平滑失真。

公路检测仪器设备溯源认证体系研究

目前,我国公路工程试验检测管理中,设备权属不清、量值溯源失控等不规范行为时有发生,给公路基础设施质量监管带来了隐患。本文针对这一现实问题,研究基于移动互联网的信息化技术,建立公路检测仪器设备溯源认证体系,实现试验检测机构资质管理的科学化、信息化、透明化。溯源认证体系采用的信息化技术主要包括：二维编解码技术、移动互联网技术、数据库技术、计算机软件技术等,主要从以下几个方面实现试验检测机构的规范化管理：简化核验过程,

桥梁裂痕检测与识别方法

桥梁裂痕图像检测过程中,采集的桥梁裂痕图像容易出现模糊,且桥梁裂痕本身具有裂痕特征不明显、杂质干扰大等特点,为了达到对桥梁裂痕准确、快速检测的目的,提出了一种桥梁混凝土结构裂痕病害的自动检测识别方法.首先对采集到的桥梁裂痕图像进行去模糊处理,在此基础上利用非负特征提取桥梁裂痕目标信息,然后利用方差特征去除特征结果图中的伪特征,并使用特征图像中目标特征象素的圆投影特征来增强目标裂痕信息,同时进一步去除虚假特征.分别对不同的桥梁裂痕图像进行了多种不同类型的处理实验,包括裂痕图像去模糊前后的目标裂缝检测结果对比实验,特征图像的方差特征去噪实验,以及圆投影进行特征目标特征增强同时进一步去噪的实验.结果表明,该方法对桥梁裂痕的提取与检测有效,有一定的实际意义.

路面病害修补图像的车载自动检测方法

提出了一种不同状况下路面修补图像车载自动检测算法,首先分析道路病害修补图像特征,对道路病害图像运用统一复原方法进行图片去模糊处理,采用窗对比度算法提取修补图像信息,再结合原图信息二次运用窗口对比度算法去除伪修补信息,准确、迅速地提取图像路面修补目标信息。对大量的图片进行测试,实验结果表明论文提出的算法具有可靠性和可应用性。

非匀速条件下车辆底盘超近距成像测量方法

针对车辆非匀速条件下轴距视觉测量及轴型识别所面临的超近距、大幅面、低畸变成像及视觉测量问题,提出一种适用于非匀速条件下的车辆底盘结构超近距成像测量方法。利用鱼眼相机采集运动车辆底盘的超广角图像序列,通过一种改进的多采样点圆拟合方法实现图像感兴趣区域的提取。建立三维等距成像模型对鱼眼图像进行畸变校正。针对车辆非匀速行驶带来的视频帧重叠度差异,采用基于图像内容的重叠度分析技术,实现了多步分层的关键帧提取,有效避免了车速不稳定对车辆底盘结构测量的影响。现场实验结果表明:该方法可在非匀速条件下,以20~50 cm的成像距离获得清晰、低畸变的完整车辆底盘图像,车辆轴距测量误差均值约为5%。

锈蚀工况下振弦式应变传感器补偿理论及计算

为了研究结构健康监测系统的振弦式应变传感器,开展了环境影响因素的量化评估,归纳分析了其稳定性和增量测量特点,旨在进行锈蚀补偿理论的推演和验证。由于结构监测系统长期服役的特点,锈蚀补偿理论的不足为量值溯源工作带来了挑战与难题,为此,对振弦式应变传感器进行了全寿命周期的测量及计量性能研究。通过对装有该传感器的混凝土梁进行加速锈蚀模拟试验,分析了锈蚀对传感器测量值的影响规律,形成了锈蚀角度和锈蚀频率的计算理论。采用T型C50混凝土梁,在恒温环境下进行加速锈蚀和静力加载,针对锈蚀偏转角度和模态频率两个主要影响因素,分别建立了补偿函数的理论模型及计算方法,并进行了相应的试验验证。结果表明:垂向夹角达到约5.7°、纵向夹角达到约2.9°时,锈蚀影响量的增长率会极大增加;锈蚀频率补偿主要受锈蚀率影响,且会因荷载耦合作用增加;通过比对本研究计算模型理论值与高精度计量仪器实测值,得出2种模型误差分别为±0.5%和-0.0008με,精确度较高,可有效应用于锈蚀工况下长期服役振弦式应变传感器的补偿计算及计量校准。所形成的锈蚀补偿理论及计算方法,可有效支撑行业量值保障体系构建,保障结构健康监测系统的可靠性及准确性。

激光位移计在线校准数据序列匹配方法

激光位移计常用于桥梁结构形变的在线监测,对使用中的激光位移计进行在线校准,是确保桥梁监测系统量值准确的关键。由于传感器间采样频率和时滞特征的差异,被校准传感器的测值序列与参考值序列常常存在较大的位置偏差,对传感器的在线校准结果产生较大的影响。为此,提出了一种基于特征点分段的数据序列匹配方法。以简支梁模型桥实验数据为基础,进行了激光位移计的数据匹配实验验证,通过对两组数据序列进行特征点定位、分段及量值匹配,解决了传统匹配方法中出现的数据错位问题。实验结果表明,该算法对传感器采样频率偏移有较好的适应性,针对不同场景的匹配准确率能保持在98%以上。

基于被动激励的结构应变监测系统在线校准方法

针对在役桥梁结构应变监测系统全天时工况下的在线校准问题,提出了一种基于被动激励的在线校准方法,建立了在线校准系统模型。该模型以桥梁正常通行车辆的动态荷载为激励源,通过应变监测系统与参考系统对结构应变响应参量的同步测量,构建校准溯源链,实现在役应变监测系统不间断工作状态下的在线校准。根据结构应变监测系统计量性能评测需要,建立了基于大样本数据的期间测量误差、基本误差及置信区间的量化分析模型。依托广东九江大桥开展了试验验证,结果表明,所提方法具有现场实施的可行性,由不同数据集计算所得的在线校准结果一致性较好,在包含概率大于90%时,基本误差区间的半宽度偏差不大于±0.005。

路面破损图像实时检测方法研究

提出一种路面破损图像实时检测的实现方法。对高速采集的路面图像去模糊后再进行裂纹特征分析,设计了一种基于邻域像素灰度值比较的特征快速提取方法,利用邻域相关及连贯性等知识智能去除虚假裂纹,从而提取真实裂纹信息。大量采集的图片的处理结果表明,该方法可实时快速检测路面破损信息,具有较强的鲁棒性和实际应用性。

倾角传感器在线校准的激励源影响性分析

传感器是桥梁健康监测数据采集的关键部件,然而由于缺少合适的激励源和在线校准方法,在用桥梁健康监测系统传感器的计量性能难以在现场条件下得到有效验证。为探索利用行驶车辆的组合加载效应作为激励源进行桥梁健康监测传感器在线校准的可行性,提出了基于共源激励条件下序列数据分析的试验方法。以简支梁模型桥为基础,模拟了中心挠曲变形增量0~10mm,加载变化周期分别为5,10,15,20s的条件下,倾角传感器在线校准的激励条件,试验验证了激励源特性对校准结果稳定性的影响。统计学假设检验认为在显著性水平为0.05的条件下,激励源所引起的挠曲变形量、加载变化周期等对所试倾角传感器的校准结果无显著影响。

双轮式摩擦仪测量模型的共激励源动态标定方法

为解决双轮式摩擦仪测量模型参数的动态标定问题,提出了基于共激励源的模型参数动态标定方法,设计了反力约束型动态标定装置,通过共激励源条件下的数据序列匹配,建立双轮式摩擦仪力传感器和参考力传感器之间的数据映射关系,利用分组回归及二维最优化方法确定测量模型参数。试验表明,所提方法可有效实现双轮式摩擦仪测量模型参数的动态求解,对仪器动态试验过程中的运动状态转变具有良好的适应性,拟合的残差平方和比直接对校准全过程进行最小二乘法拟合的残差平方和减小50%以上。

在役光纤应变监测系统性能的在线评价方法

结构监测系统的计量性能是结构安全状态评估的关键。针对在役结构监测系统长期、连续使用过程中的在线性能评价难题,依托光纤式结构应变监测系统的数据分析试验,提出了基于序列特征分析的结构监测系统性能评价方法。该方法以参考系统建立测量数据的动态比较基准,通过自然激励条件下的匹配数据序列的结构特征分析,建立性能评价模型。针对不同形态、尺度数据序列的匹配难题,提出了基于字符化表征的匹配方法。现场试验验证表明:该方法具备多尺度、大范围数据序列匹配的适应性,所提评价指标对于不同样本的计算偏差不大于±1%,具有监测系统长期量化评价的实用性。

新型公路智能检测系统的设计与应用

近年来，中国高速公路得到了快速发展，年均通车里程超过了4000km。到2006年底，中国高速公路通车里程已超过4．54×10^4km，位居世界第二。随着高速公路建设的快速发展，一些问题逐渐浮出水面。首先是公路建设投资不合理，新建和扩建公路的投资额占总投资额的比重过大，而用于公路检测和养护的投资所占比重极小，发展极不平衡；另外，由于多年来重视公路建设、忽视公路养护，特别是由于早期预养护手段的落后，造成早期修建的公路老化、损害现象严重，给公路运营带来了巨大的隐患。

激光投射式位移计在线校准方法与系统设计

激光投射式位移计(LDM)是桥梁形变监测的常用传感器,为解决其现场工作状态下的在线校准问题,提出了一种在线比较校准方法。首先,以经过溯源的位移传感器作为参考传感器,在共源随机激励条件下,同步采集RS及待校准激光位移计的现场测量数据;然后,利用基于特征点的分段匹配算法对2传感器数据序列进行匹配,解决因激励源变化和传感器响应特性差异所导致的错位问题,从而获取2传感器对同一输入量的对应测量结果;最后,对匹配后的数据序列进行统计学分析,输出校准结果。依据现场环境,设计并搭建了在线校准模拟系统,并在系统中引入激光干涉仪作为参考数据源,以验证所提方法的有效性。实验结果表明,所提出的在线校准方法与采用激光干涉仪进行同步比较校准的结果高度吻合,且具有在桥梁结构监测现场进行在线校准的可行性。

基于线激光的自然条件下路面车辙实时检测方法研究

对路面车辙线激光实时检测方法进行了研究,在自然驾驶条件下,采用激光器向路面连续发射线激光,通过高分辨率相机动态获取路面车辙激光线的序列图像,并对路面车辙进行实时检测。针对路面复杂背景强干扰条件下的车辙激光线难以提取问题,对路面车辙激光线图像进行了特征分析,给出了非负特征测度定义及非负强度计算公式,提出了基于非负特征和峰值连续性的路面车辙激光线提取方法。该方法不再采用图像处理常规方法,而是利用峰值连续性快速跟踪路面车辙激光线的显著脊点与非显著脊点,实现路面复杂背景车辙激光线的快速和精确提取。在不封路、不停车、不阻碍交通的自然运行条件下,进行了大量的路面车辙检测实验,实验结果验证了文中提取方法的有效性和准确性,解决了自然条件下路面车辙激光线的快速和精确提取问题,为路面车辙的自动检测及路面质量评价提供技术支撑。

数字式摆式摩擦系数测定仪建模及误差分析

通过对数字式摆式摩擦系数测定仪的摆动轨迹建模研究,建立了摆初始位置势能变化量与对应弧度变化量的关系;推导了弧度与竖向位置变化量之间的关系,论证了摆的初始位置越靠近水平,单位弧度对应的摆的势能变化量越大,释放摆的过程中因机械抖动等引入的误差越大;推导了摩擦系数计算模型,确定了最佳计算公式选择条件,论证了数字式摆式仪的摩擦系数取决于摆的初始位置、空摆过程中摆达到的最高位置、测量过程中摆达到的最高位置等因素,与摆式仪本身的水平度、立柱垂直度等无关;通过引用低速状态下空气阻力模型,确定在摩擦系数测量过程中由空气阻力做功影响引入的误差小于0.001 1 J;以高精度摆式摩擦系数测定仪为例,探讨了测量过程中机械摩擦、机械抖动等引入误差的范围。

关于我国交通运输业汽车动态称重技术的探讨

本文从交通运输业汽车动态衡的应用现状入手,分析了汽车动态称重技术在使用和计量检定环节存在问题,提出了如何提升动态称重技术应用水平、提高公路运输治超工作效率的技术措施,并阐述了压电石英、光栅光纤传感在汽车动态称重领域的应用前景。

线激光路面车辙仪测量不确定度评定

线激光路面车辙仪的横断面测量具有连续性，通过算法分析总能得到车辙断面关键点处的高程。因此，其测量不确定度主要来源于高程测量模型建立时的线性拟合过程。本文从测量原理人手，阐述了高程计算模型的推导过程，并采用实例说明了线激光路面车辙仪测量不确定的评定方法。

沥青针入度仪校准不确定度分析的初探

计时装置显示的时间间隔、标准针穿入沥青试样的深度、温度及恒温时间、标准针光洁度、表面张力,均是影响沥青针入度测试值大小的因素。依据《沥青针入度试验仪计量检定规程》对沥青针入度仪校准不确定度的分量进行分析,并分别计算了示值系统、计时装置、温度显示装置引入的不确定度分量。本研究作为沥青针入度仪校准不确定度分析的初步探索,为该类仪器设备校准不确定度报告的出具提供支持。

公路检测设备计量监管新模式研究

目前,我国公路工程试验检测管理中,检测设备计量监管缺失、量值溯源失控等不规范现象较为普遍,给公路基础设施质量检测及监督管理带来了隐患。针对这一现实问题,研究基于网络、信息编码等技术手段,建立公路检测仪器设备计量监管体系,实现试验检测设备计量管理的科学化、信息化、透明化的新模式。