基于欧拉放大和灰度均值差法的桥梁动态响应研究

针对传统接触式传感器获取桥梁结构振动信息的不足,提出了一种基于欧拉影像放大技术和边缘灰度均值差的非接触式测量方法,该方法将摄像机作为全场振动的非接触式虚拟传感器,拍摄桥梁结构在激励后的整体或局部响应影像数据,利用欧拉微动视频放大技术对获取的影像数据进行微小运动放大处理。对处理后的影像数据进行结构局部边界区域灰度均值提取,同时计算该区域内像素的灰度均值差。差值表征了桥梁结构在激励作用下该局部区域的动态响应信号,该值与结构的实际位移存在着一个线性比例关系,通过标定即可获取目标结构时域中的实际位移幅值。该方法在一个模型悬索桥上进行了试验研究,同时对一座在役斜拉桥的现场测试进行了分析研究,结果表明该方法能够实现常规接触式振动传感器的功能,同时相比于传统的摄影测量,本边缘区域均值差法大大提高了信噪比,其精度与传统振动测量方法相比误差区间在(2%~7%)。该方法具体快捷、高效、易于获取等优点(成本低、效率高),同时其测量精度与传统振动测量方法相当,并且为获取结构全息动力特性参数提供了一种测量手段。