(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210432849.0 (22)申请日 2022.04.24 (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路1号 (72)发明人 孔烜　罗奎　李金钊　邓露　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 钱湾湾 (51)Int.Cl. G06K 9/00(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/77(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 5/00(2006.01)G06T 7/00(2017.01) G01H 9/00(2006.01) (54)发明名称 基于微小振动放大技术的桥梁监测方法、 系 统及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于微小振动放大技术 的桥梁监测方法、 系统及装置， 将待监测桥梁的 振动视频图像 分解为不同频率的基带图像后， 从 不同频率的基带图像分离出待监测桥梁的不同 频率基带的振动图像， 对待监测桥梁的不同频率 基带的振动图像中的前N阶振动信号图像分别进 行运动放大， 使在振动视频图像中本来无法直接 监测到的微小振动变得可以被监测到， 将运动放 大后的前N阶振动信号图像与未进行放大的振动 信号图像叠加后得到前N阶振动信号图像被放大 的待监测桥梁的重建的振动视频图像， 根据重建 的振动视频图像实现了对待监测桥梁的微小振 动位移的监测， 也即实现了对中小跨径桥梁等振 动幅值非常微小的桥梁的监测， 且不需要额外设 置传感器， 降低了成本 。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114528887 A 2022.05.24 CN 114528887 A 1.一种基于微小振动放大技 术的桥梁监测方法， 其特 征在于， 包括： 获取待监测桥梁的振动视频图像； 将所述振动视频图像分解 为不同频率的基带图像； 将所述不同频率的基带图像分离为所述待监测桥梁的不同频率基带的振动图像和噪 声与背景图像； 对所述不同频率基带的振动图像 中的前N阶振动信号图像分别进行运动放大处理， N为 不小于1的整数； 将所述不同频率基带的振动图像中运动 放大后的前N阶振动信号图像和所述不同频率 基带的振动图像中的未进行放大的振动信号图像叠加后得到所述待监测 桥梁的重建的振 动视频图像； 根据所述重建的振动视频图像对所述待监测桥梁进行监测。 2.如权利要求1所述的基于微小振动放大技术的桥梁监测方法， 其特征在于， 将所述振 动视频图像分解 为不同频率的基带图像， 包括： 利用拉普拉斯金字塔对所述振动视频图像中每一帧图像进行分解得到所述基带图像。 3.如权利要求1所述的基于微小振动放大技术的桥梁监测方法， 其特征在于， 将所述振 动视频图像分解 为不同频率的基带图像之前， 还 包括： 对所述振动视频图像进行 滤波降噪处 理和图像增强。 4.如权利要求1所述的基于微小振动放大技术的桥梁监测方法， 其特征在于， 根据 所述 重建的振动视频图像对所述待监测桥梁进行监测， 包括： 根据所述重建的振动视频图像确定所述待监测桥梁的振动位移时程； 根据所述 位移时程确定所述待监测桥梁的模态参数； 根据所述待监测桥梁的模态参数对所述待监测桥梁进行监测。 5.如权利要求4所述的基于微小振动放大技术的桥梁监测方法， 其特征在于， 根据 所述 重建的振动视频图像确定所述待监测桥梁的振动位移时程， 包括： 根据所述重建的振动视频图像利用亚像素模板匹配算法确定所述待监测桥梁的振动 位移时程。 6.如权利要求4所述的基于微小振动放大技术的桥梁监测方法， 其特征在于， 根据 所述 位移时程确定所述待监测桥梁的模态参数， 包括： 根据所述位移时程利用随机子空间模态参数识别理论确定所述待监测桥梁的模态参 数。 7.如权利要求4所述的基于微小振动放大技术的桥梁监测方法， 其特征在于， 所述待监 测桥梁的模态参数包括所述待监测桥梁的模态频率、 模态振型和阻尼比； 根据所述待监测桥梁的模态参数对所述待监测桥梁进行监测， 包括： 当所述模态频率变化率大于模态频率变化率阈值或所述模态振型变化率大于模态振 型变化率阈值或所述阻尼比变化 率大于阻尼比变化 率阈值， 向用户发出告警。 8.如权利要求1至7任一项所述的基于微小振动放大技术的桥梁监测方法， 其特征在 于， 将所述不同频率的基带图像分离为所述待监测桥梁的不同频率基带的振动图像和噪声 与背景图像， 包括： 对所述不同频率的基带图像进行主成分分析， 将所述不同频率的基带图像分离为所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114528887 A 2待监测桥梁的不同频率基带的振动图像和噪声与背景图像。 9.一种桥梁监测系统， 其特 征在于， 包括： 视频图像获取 单元， 用于获取待监测桥梁的振动视频图像； 基带图像分解单 元， 用于将所述振动视频图像分解 为不同频率的基带图像； 振动信号分离单元， 用于将所述不同频率的基带图像分离为所述待监测桥梁的不同频 率基带的振动图像和噪声与背景图像； 运动放大单元， 用于对所述不同频率基带的振动图像中的前N阶振动信号图像分别进 行运动放大处 理， N为不小于1的整数； 振动视频图像重建单元， 用于将所述不同频率基带的振动图像中运动放大后的前N阶 振动信号图像和所述不同频率基带的振动图像中的未进行放大的振动信号图像叠加后得 到所述待监测桥梁的重建的振动视频图像； 桥梁监测单 元， 用于根据所述重建的振动视频图像对所述待监测桥梁进行监测。 10.一种桥梁监测装置， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储计算机程序； 处理器， 用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述基于微小振动放 大技术的桥梁监测方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114528887 A 3