《非接觸光學測量規(guī)范》

ICS17.040.20

CCSA78

CASME

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會團體標準

T/CASMEXXXX—XXXX

非接觸光學測量規(guī)范

Specificationfornon-contactopticalmeasurement

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會??發(fā)布

T/CASMEXXXX—XXXX

非接觸光學測量規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了非接觸光學測量技術在工程長期荷載變形檢測中的技術要求和程序，包括檢測技術的

選擇、檢測設備的要求、觀測點的選擇、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測量方法以非接觸方式檢驗工程的徐變以及針對徐變趨勢的預測工作。

2規(guī)范性引用文件

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

僅該日期對應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)建筑可靠性鑒定標準

GB50292民用建筑可靠性鑒定標準

T/CECS1114工程結構數(shù)字圖像法檢測技術規(guī)程

T/HBAS029基于數(shù)字圖像處理技術的起重機械非接觸檢測方法

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

非接觸光學測量noncontactopticalmeasurementtechnology

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

3.2

長期荷載變形longtermloaddeformation

長期荷載變形在長期荷載作用下，工程結構發(fā)生的緩慢、持續(xù)的變形。

3.3

多點測量multi-pointmeasurement

通過在被測物體表面設置多個觀測點，實現(xiàn)對物體整體變形情況的監(jiān)測。

3.4

全段監(jiān)測fullsectionmonitoring

對整個工程結構進行全面、連續(xù)的監(jiān)測，以獲取整體變形情況。

3.5

實時監(jiān)測real-timemonitor

能夠實時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時反映工程結構的變形情況。

4技術要求

4.1檢測技術的選擇與設備的要求

4.1.1技術選擇

進行非接觸光學測量時，應選擇高精度的遠程監(jiān)測技術，如激光掃描測量技術、遙感監(jiān)測技術等。

4.1.2設備要求

4.1.2.1進行非接觸光學測量時，確保監(jiān)測設備具有多點測量、全段監(jiān)測、實時監(jiān)測、高穩(wěn)定性和長

期連續(xù)性監(jiān)測的能力。

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4.1.2.2測量現(xiàn)場可能會受到各種環(huán)境因素的影響，如雨水、灰塵、電磁干擾等，設備應具備防水、

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

4.1.2.3測量現(xiàn)場可能會存在較高的溫度、濕度、震動等因素，設備應具備適應各種工程環(huán)境的能力，

以確保設備的穩(wěn)定性和可靠性。

4.1.3觀測點的選擇要求

4.1.3.1選擇有代表性觀測點，應覆蓋工程結構的關鍵部位和重點區(qū)域。

4.1.3.2觀測點設置要符合工程變形的實際情況，確保能全面、準確地反映結構變形情況，便于進行

多點測量和全段監(jiān)測。

4.2數(shù)字圖像的采集

4.2.1采集設備

4.2.1.1根據(jù)被測對象的特點和測量需求，選擇適合的數(shù)字圖像采集設備，如高分辨率的數(shù)碼相機、

攝像機等。

4.2.1.2根據(jù)被測對象的特性和測量要求，設定采集參數(shù)，包括曝光時間、光圈大小、ISO感光度等。

這些參數(shù)的設定應結合實際情況進行調整，以獲取清晰、準確的圖像。

4.2.2準備圖像采集場景

采集前應清理被測對象的表面，確保沒有雜物、污漬等會影響圖像質量的因素。可采用背景板、標

志物等輔助工具，來提供參考和尺度。

4.2.3確定采集視角和距離

應根據(jù)被測對象的大小和形狀，確定合適的采集視角和距離。可使用垂直或傾斜的角度來獲取多個

視角的圖像，以獲取更全面的信息。

4.2.4控制光照條件

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

備或調整采集時間，以獲得均勻、適中的光照條件。

4.2.5采集圖像

按照設定的參數(shù)和場景要求，使用數(shù)字圖像采集設備進行圖像采集。注意保持相機的穩(wěn)定性，避免

晃動和振動對圖像質量的影響。

4.2.6測量實施

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

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

4.2.6.3依據(jù)T/CECS1114-2022第9章的規(guī)定場應變的測量。

4.2.7重復采集

應對同一視角和位置進行多次采集，以提高圖像的質量和準確性。在保證圖像一致性的前提下，可

以進行平均處理、去噪等操作，以進一步改善圖像質量。

4.2.8數(shù)據(jù)存儲

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

命名和分類，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和管理。

4.2.9校驗和驗證

對采集到的圖像進行校驗和驗證，確保圖像的準確性和可靠性?？梢员葘σ阎叨然蚱矫娴膮⒖嘉?/p>

體，檢查圖像中的距離、角度等是否符合實際情況。

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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、分析和報告編制。

4.3數(shù)字圖像處理

4.3.1圖像預處理

在進行進一步的圖像處理之前，可能需要進行一些預處理操作，如圖像去噪、圖像增強、圖像平滑

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

4.3.2特征提取

根據(jù)具體的應用需求，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。通過合適的算法和技術，可以識別和提取出重點的目標或區(qū)域。

4.3.3圖像分割

將圖像分割成不同的區(qū)域或對象，以便對每個區(qū)域進行單獨的處理。圖像分割可以基于閾值、邊緣、

區(qū)域生長等方法實現(xiàn)。正確的圖像分割可以幫助提取目標物體并準確測量。

4.3.4圖像配準

當需要對多幅圖像進行比較或疊加時，可進行圖像配準操作，確保圖像之間的對應關系。圖像配準

可以校正圖像的旋轉、平移、縮放等變換，使得圖像對齊并具有一致的尺度和空間關系。

4.3.5圖像識別和分類

可通過訓練和使用機器學習、深度學習等算法，可以實現(xiàn)徐變和裂縫的自動識別和分類。這些算法

可以根據(jù)圖像的特征和內容，將徐變和裂縫分為不同的類別或進行目標檢測、目標跟蹤等任務。

4.3.6圖像重建和恢復

當圖像存在噪聲、模糊或失真時，可以采用圖像重建和恢復技術來改善圖像質量。這些技術可以通

過去除噪聲、補償失真等方式，恢復圖像的清晰度和細節(jié)。

4.3.7圖像壓縮和存儲

為了減少圖像數(shù)據(jù)的存儲空間和傳輸帶寬，可采用圖像壓縮算法對圖像進行壓縮編碼?？筛鶕?jù)應用

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

對處理后的圖像進行進一步的數(shù)據(jù)分析和可視化，提取出有用的信息和結論。并使用統(tǒng)計分析、圖

像處理算法、圖表等工具和方法，進行數(shù)據(jù)的可視化展示并生成變形趨勢預測分析報告。

4.3.9算法優(yōu)化和實時性要求

測量時應考慮圖像處理算法的效率和實時性。對于大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)或實時圖像處理任務，需要優(yōu)化

算法和采用高性能的計算平臺，以滿足實時處理的要求。

4.3.10結果評估和驗證

對處理后的圖像結果進行評估和驗證，確保處理的準確性和可靠性?？梢耘c已知結果進行比對，或

通過其他測量手段進行驗證，以確保圖像處理的效果符合預期。

4.4變形特征計算

4.4.1圖像預處理

在進行變形特征計算之前，應進行預處理操作，如圖像去噪、圖像增強、圖像平滑等。這些步驟可

以提高圖像質量，減少噪聲和干擾，使得后續(xù)處理更加準確可靠。

4.4.2特征提取

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

4.4.3形態(tài)學處理

可用形態(tài)好圖像處理技術來描述圖像的形態(tài)和變形，包括腐蝕、膨脹、開運算、閉運算等。根據(jù)具

體的應用需求，選擇合適的形態(tài)學處理方法進行處理。

4.4.4變形特征計算

4.4.4.1在經(jīng)過4.4.3處理后，可以計算出各種與形態(tài)和變形相關的特征參數(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、長寬比、偏心率、方向等。

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

4.5裂縫特征計算

4.5.1裂縫的描述與分類

4.5.1.1對4.3處理后的圖像，進行裂縫的描述、分類和編號，包括但不限于裂縫的起始位置、延伸

方向、長度、寬度、深度、形態(tài)等。

4.5.1.2進行裂縫的測量和記錄，確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性。

4.5.1.3對于存在多條或復雜裂縫的結構，應分別進行描述和計算，并區(qū)分不同裂縫間的相互作用影

響。

4.5.2裂縫長度及寬度計算

4.5.2.1裂縫的寬度，采用數(shù)字圖像處理技術進行測量，計算精度為0.01mm。

4.5.2.2對于裂縫的長度，采用現(xiàn)場測量儀器和數(shù)字圖像處理技術進行測量，確保測量結果的準確性

和可靠性。

4.5.2.3對于復雜結構或多層結構的裂縫，應進行多次測量和計算，得出更加全面和準確的裂縫特征

參數(shù)。

4.6結果報告及趨勢預測

4.6.1結果報告

4.6.1.1結果報告應詳細描述工程結構的變形情況、裂縫特征參數(shù)和數(shù)字圖像處理結果，包括但不限

于變形分布圖、裂縫寬度和長度統(tǒng)計表、圖像處理前后對比圖等。

4.6.1.2結果報告應以圖文并茂的形式呈現(xiàn)，直觀展示工程結構的變形情況和裂縫特征，以便相關人

員進行分析和評估。

4.6.1.3對于變形特征和裂縫特征的計算結果，應進行深入分析和解釋，揭示結構變形的特征和規(guī)律。

4.6.1.4根據(jù)分析結果，對結構變形是否超出安全范圍依據(jù)GB50144或GB50292進行判斷，并提出相

應的風險評估和預警建議，針對可能存在的安全隱患提出相應的加固措施或監(jiān)測方案。

4.6.2趨勢預測

4.6.2.1基于歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)和趨勢分析，利用專業(yè)分析軟件并根據(jù)4.6.1.4的結果對結構變形和裂縫

發(fā)展趨勢進行預測。

4.6.2.2根據(jù)預測結果，評估結構安全狀況，預測可能出現(xiàn)的問題和風險，為工程管理和維護提供科

學依據(jù)。

4.6.2.3根據(jù)趨勢預測結果，提出未來維護和加固的建議，包括但不限于定期監(jiān)測頻率的調整、結構

加固方案等，以確保工程結構的安全運行和可持續(xù)發(fā)展。

5結果記錄

5.1記錄