赵 芳，刘少平，邹 宇，杨永波，孙 敏

(武汉中岩科技股份有限公司，湖北武汉 430074)

0 引言

在土木工程领域，变形是反映其结构安全性能的一项重要指标[1-4]，已成为结构健康监测、负载评估的必要项目之一。因此，研究开发一种高精度的结构变形测量系统具有重要的现实意义。

结构变形测量系统主要分为接触式测量系统和非接触式测量系统。接触式变形测量系统主要采用应变片、位移传感器或光纤光栅传感器等，这类测量系统需提前在被测对象表面或内部布设传感器，准备工作复杂，容易受到环境因素影响。非接触式变形测量系统主要包括激光位移传感器、全球定位系统(global positioning system，GPS)、光学测量设备等，GPS在实际工程中使用广泛，具有采样频率高、较好的实时性、远距离测量等优点，但易受电磁干扰，短期测量精度不足[5-6]；光学测量设备主要是通过视觉传感器获取被测物图像，再利用图像处理与分析技术计算获得被测物变形量，该方法具有远距离、非接触、测量精度高、低成本等特点，近年来成为结构变形测量的研究热点[7-10]。目前，典型的基于视觉的变形测量系统主要包含图像采集设备和辅助标定设备，其中辅助标定设备一般含有特定标志和已知物理尺寸等信息。将辅助标定设备固定于被测结构上，通过辅助标定设备的像素长度和实际物理尺寸建立空间位移与像素位移之间转换关系，得到标定系数；选取辅助标定设备上的标志点作为标记，通过图像采集设备获取特定标志的图像像素位移，结合标定系数即可得到被测结构的实际位移。……