《非接觸光學(xué)測(cè)量規(guī)范》

ICS17.040.20

CCSA78

CASME

中國(guó)中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CASMEXXXX—XXXX

非接觸光學(xué)測(cè)量規(guī)范

Specificationfornon-contactopticalmeasurement

（征求意見(jiàn)稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會(huì)??發(fā)布

T/CASMEXXXX—XXXX

非接觸光學(xué)測(cè)量規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了非接觸光學(xué)測(cè)量技術(shù)在工程長(zhǎng)期荷載變形檢測(cè)中的技術(shù)要求和程序，包括檢測(cè)技術(shù)的

選擇、檢測(cè)設(shè)備的要求、觀測(cè)點(diǎn)的選擇、數(shù)據(jù)的采集及處理、數(shù)據(jù)分析等方面。

本文件適用于利用光學(xué)測(cè)量方法以非接觸方式檢驗(yàn)工程的徐變以及針對(duì)徐變趨勢(shì)的預(yù)測(cè)工作。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB50144工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)

GB50292民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)

T/CECS1114工程結(jié)構(gòu)數(shù)字圖像法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

T/HBAS029基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的起重機(jī)械非接觸檢測(cè)方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

非接觸光學(xué)測(cè)量noncontactopticalmeasurementtechnology

利用光學(xué)原理，通過(guò)非接觸方式獲取被測(cè)物體表面形態(tài)、變形等信息的測(cè)量技術(shù)。

3.2

長(zhǎng)期荷載變形longtermloaddeformation

長(zhǎng)期荷載變形在長(zhǎng)期荷載作用下，工程結(jié)構(gòu)發(fā)生的緩慢、持續(xù)的變形。

3.3

多點(diǎn)測(cè)量multi-pointmeasurement

通過(guò)在被測(cè)物體表面設(shè)置多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體整體變形情況的監(jiān)測(cè)。

3.4

全段監(jiān)測(cè)fullsectionmonitoring

對(duì)整個(gè)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面、連續(xù)的監(jiān)測(cè)，以獲取整體變形情況。

3.5

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)real-timemonitor

能夠?qū)崟r(shí)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)反映工程結(jié)構(gòu)的變形情況。

4技術(shù)要求

4.1檢測(cè)技術(shù)的選擇與設(shè)備的要求

4.1.1技術(shù)選擇

進(jìn)行非接觸光學(xué)測(cè)量時(shí)，應(yīng)選擇高精度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)，如激光掃描測(cè)量技術(shù)、遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)等。

4.1.2設(shè)備要求

4.1.2.1進(jìn)行非接觸光學(xué)測(cè)量時(shí)，確保監(jiān)測(cè)設(shè)備具有多點(diǎn)測(cè)量、全段監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、高穩(wěn)定性和長(zhǎng)

期連續(xù)性監(jiān)測(cè)的能力。

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4.1.2.2測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響，如雨水、灰塵、電磁干擾等，設(shè)備應(yīng)具備防水、

防塵和抗干擾特性，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。

4.1.2.3測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)存在較高的溫度、濕度、震動(dòng)等因素，設(shè)備應(yīng)具備適應(yīng)各種工程環(huán)境的能力，

以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

4.1.3觀測(cè)點(diǎn)的選擇要求

4.1.3.1選擇有代表性觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)覆蓋工程結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和重點(diǎn)區(qū)域。

4.1.3.2觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置要符合工程變形的實(shí)際情況，確保能全面、準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)變形情況，便于進(jìn)行

多點(diǎn)測(cè)量和全段監(jiān)測(cè)。

4.2數(shù)字圖像的采集

4.2.1采集設(shè)備

4.2.1.1根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)和測(cè)量需求，選擇適合的數(shù)字圖像采集設(shè)備，如高分辨率的數(shù)碼相機(jī)、

攝像機(jī)等。

4.2.1.2根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特性和測(cè)量要求，設(shè)定采集參數(shù)，包括曝光時(shí)間、光圈大小、ISO感光度等。

這些參數(shù)的設(shè)定應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以獲取清晰、準(zhǔn)確的圖像。

4.2.2準(zhǔn)備圖像采集場(chǎng)景

采集前應(yīng)清理被測(cè)對(duì)象的表面，確保沒(méi)有雜物、污漬等會(huì)影響圖像質(zhì)量的因素。可采用背景板、標(biāo)

志物等輔助工具，來(lái)提供參考和尺度。

4.2.3確定采集視角和距離

應(yīng)根據(jù)被測(cè)對(duì)象的大小和形狀，確定合適的采集視角和距離?？墒褂么怪被騼A斜的角度來(lái)獲取多個(gè)

視角的圖像，以獲取更全面的信息。

4.2.4控制光照條件

確保采集場(chǎng)景的光照條件穩(wěn)定，避免強(qiáng)烈的直射光或陰影對(duì)圖像質(zhì)量的影響?？墒褂煤线m的照明設(shè)

備或調(diào)整采集時(shí)間，以獲得均勻、適中的光照條件。

4.2.5采集圖像

按照設(shè)定的參數(shù)和場(chǎng)景要求，使用數(shù)字圖像采集設(shè)備進(jìn)行圖像采集。注意保持相機(jī)的穩(wěn)定性，避免

晃動(dòng)和振動(dòng)對(duì)圖像質(zhì)量的影響。

4.2.6測(cè)量實(shí)施

4.2.6.1依據(jù)T/CECS1114-2022第7章的規(guī)定進(jìn)行尺寸與變形的測(cè)量。

4.2.6.2依據(jù)T/CECS1114-2022第8章的規(guī)定進(jìn)行位移的測(cè)量。

4.2.6.3依據(jù)T/CECS1114-2022第9章的規(guī)定場(chǎng)應(yīng)變的測(cè)量。

4.2.7重復(fù)采集

應(yīng)對(duì)同一視角和位置進(jìn)行多次采集，以提高圖像的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。在保證圖像一致性的前提下，可

以進(jìn)行平均處理、去噪等操作，以進(jìn)一步改善圖像質(zhì)量。

4.2.8數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

將采集到的圖像數(shù)據(jù)保存在合適的格式和存儲(chǔ)介質(zhì)中，確保數(shù)據(jù)的完整性和安全性。并可進(jìn)行文件

命名和分類(lèi)，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和管理。

4.2.9校驗(yàn)和驗(yàn)證

對(duì)采集到的圖像進(jìn)行校驗(yàn)和驗(yàn)證，確保圖像的準(zhǔn)確性和可靠性?？梢员葘?duì)已知尺度或平面的參考物

體，檢查圖像中的距離、角度等是否符合實(shí)際情況。

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4.2.10數(shù)據(jù)管理

建立合理的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，包括圖像索引、備份和存檔等，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理、分析和報(bào)告編制。

4.3數(shù)字圖像處理

4.3.1圖像預(yù)處理

在進(jìn)行進(jìn)一步的圖像處理之前，可能需要進(jìn)行一些預(yù)處理操作，如圖像去噪、圖像增強(qiáng)、圖像平滑

等。這些步驟可以提高圖像質(zhì)量，減少噪聲和干擾，使得后續(xù)處理更加準(zhǔn)確可靠。

4.3.2特征提取

根據(jù)具體的應(yīng)用需求，從圖像中提取出有用的特征信息。這些特征可以是形狀、紋理、顏色、邊緣

等方面的特征。通過(guò)合適的算法和技術(shù)，可以識(shí)別和提取出重點(diǎn)的目標(biāo)或區(qū)域。

4.3.3圖像分割

將圖像分割成不同的區(qū)域或?qū)ο?，以便?duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)的處理。圖像分割可以基于閾值、邊緣、

區(qū)域生長(zhǎng)等方法實(shí)現(xiàn)。正確的圖像分割可以幫助提取目標(biāo)物體并準(zhǔn)確測(cè)量。

4.3.4圖像配準(zhǔn)

當(dāng)需要對(duì)多幅圖像進(jìn)行比較或疊加時(shí)，可進(jìn)行圖像配準(zhǔn)操作，確保圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖像配準(zhǔn)

可以校正圖像的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等變換，使得圖像對(duì)齊并具有一致的尺度和空間關(guān)系。

4.3.5圖像識(shí)別和分類(lèi)

可通過(guò)訓(xùn)練和使用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法，可以實(shí)現(xiàn)徐變和裂縫的自動(dòng)識(shí)別和分類(lèi)。這些算法

可以根據(jù)圖像的特征和內(nèi)容，將徐變和裂縫分為不同的類(lèi)別或進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤等任務(wù)。

4.3.6圖像重建和恢復(fù)

當(dāng)圖像存在噪聲、模糊或失真時(shí)，可以采用圖像重建和恢復(fù)技術(shù)來(lái)改善圖像質(zhì)量。這些技術(shù)可以通

過(guò)去除噪聲、補(bǔ)償失真等方式，恢復(fù)圖像的清晰度和細(xì)節(jié)。

4.3.7圖像壓縮和存儲(chǔ)

為了減少圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬，可采用圖像壓縮算法對(duì)圖像進(jìn)行壓縮編碼?？筛鶕?jù)應(yīng)用

需求選擇合適的壓縮算法和參數(shù)。

4.3.8數(shù)據(jù)分析和可視化

對(duì)處理后的圖像進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和可視化，提取出有用的信息和結(jié)論。并使用統(tǒng)計(jì)分析、圖

像處理算法、圖表等工具和方法，進(jìn)行數(shù)據(jù)的可視化展示并生成變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析報(bào)告。

4.3.9算法優(yōu)化和實(shí)時(shí)性要求

測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮圖像處理算法的效率和實(shí)時(shí)性。對(duì)于大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)或?qū)崟r(shí)圖像處理任務(wù)，需要優(yōu)化

算法和采用高性能的計(jì)算平臺(tái)，以滿足實(shí)時(shí)處理的要求。

4.3.10結(jié)果評(píng)估和驗(yàn)證

對(duì)處理后的圖像結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證，確保處理的準(zhǔn)確性和可靠性?？梢耘c已知結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，或

通過(guò)其他測(cè)量手段進(jìn)行驗(yàn)證，以確保圖像處理的效果符合預(yù)期。

4.4變形特征計(jì)算

4.4.1圖像預(yù)處理

在進(jìn)行變形特征計(jì)算之前，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理操作，如圖像去噪、圖像增強(qiáng)、圖像平滑等。這些步驟可

以提高圖像質(zhì)量，減少噪聲和干擾，使得后續(xù)處理更加準(zhǔn)確可靠。

4.4.2特征提取

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在變形特征計(jì)算中，需要提取出與形態(tài)和變形相關(guān)的特征信息，如面積、周長(zhǎng)、凸包、輪廓等。

4.4.3形態(tài)學(xué)處理

可用形態(tài)好圖像處理技術(shù)來(lái)描述圖像的形態(tài)和變形，包括腐蝕、膨脹、開(kāi)運(yùn)算、閉運(yùn)算等。根據(jù)具

體的應(yīng)用需求，選擇合適的形態(tài)學(xué)處理方法進(jìn)行處理。

4.4.4變形特征計(jì)算

4.4.4.1在經(jīng)過(guò)4.4.3處理后，可以計(jì)算出各種與形態(tài)和變形相關(guān)的特征參數(shù)，并利用這些參數(shù)描述

圖像的形態(tài)和變形特征，如圓度、長(zhǎng)寬比、偏心率、方向等。

4.4.4.2經(jīng)過(guò)4.4.3處理后，依據(jù)T/HBAS029-2021第6章的規(guī)定，計(jì)算撓度值。

4.5裂縫特征計(jì)算

4.5.1裂縫的描述與分類(lèi)

4.5.1.1對(duì)4.3處理后的圖像，進(jìn)行裂縫的描述、分類(lèi)和編號(hào)，包括但不限于裂縫的起始位置、延伸

方向、長(zhǎng)度、寬度、深度、形態(tài)等。

4.5.1.2進(jìn)行裂縫的測(cè)量和記錄，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

4.5.1.3對(duì)于存在多條或復(fù)雜裂縫的結(jié)構(gòu)，應(yīng)分別進(jìn)行描述和計(jì)算，并區(qū)分不同裂縫間的相互作用影

響。

4.5.2裂縫長(zhǎng)度及寬度計(jì)算

4.5.2.1裂縫的寬度，采用數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算精度為0.01mm。

4.5.2.2對(duì)于裂縫的長(zhǎng)度，采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器和數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性

和可靠性。

4.5.2.3對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的裂縫，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量和計(jì)算，得出更加全面和準(zhǔn)確的裂縫特征

參數(shù)。

4.6結(jié)果報(bào)告及趨勢(shì)預(yù)測(cè)

4.6.1結(jié)果報(bào)告

4.6.1.1結(jié)果報(bào)告應(yīng)詳細(xì)描述工程結(jié)構(gòu)的變形情況、裂縫特征參數(shù)和數(shù)字圖像處理結(jié)果，包括但不限

于變形分布圖、裂縫寬度和長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)表、圖像處理前后對(duì)比圖等。

4.6.1.2結(jié)果報(bào)告應(yīng)以圖文并茂的形式呈現(xiàn)，直觀展示工程結(jié)構(gòu)的變形情況和裂縫特征，以便相關(guān)人

員進(jìn)行分析和評(píng)估。

4.6.1.3對(duì)于變形特征和裂縫特征的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)進(jìn)行深入分析和解釋?zhuān)沂窘Y(jié)構(gòu)變形的特征和規(guī)律。

4.6.1.4根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)變形是否超出安全范圍依據(jù)GB50144或GB50292進(jìn)行判斷，并提出相

應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警建議，針對(duì)可能存在的安全隱患提出相應(yīng)的加固措施或監(jiān)測(cè)方案。

4.6.2趨勢(shì)預(yù)測(cè)

4.6.2.1基于歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和趨勢(shì)分析，利用專(zhuān)業(yè)分析軟件并根據(jù)4.6.1.4的結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)變形和裂縫

發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4.6.2.2根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，評(píng)估結(jié)構(gòu)安全狀況，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，為工程管理和維護(hù)提供科

學(xué)依據(jù)。

4.6.2.3根據(jù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果，提出未來(lái)維護(hù)和加固的建議，包括但不限于定期監(jiān)測(cè)頻率的調(diào)整、結(jié)構(gòu)

加固方案等，以確保工程結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。

5結(jié)果記錄

5.1記錄