視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個(gè)分支，簡單說來，機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。在結(jié)構(gòu)健康自動(dòng)化監(jiān)測方面，機(jī)器視覺采用光學(xué)圖像結(jié)合智能算法和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用先進(jìn)的智能靶標(biāo)識(shí)別及亞像素處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了前端高精度多點(diǎn)表面位移測量，并通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云端一體化?？捎糜跇蛄?、隧道、邊坡、水庫大壩、基坑、軌道、建筑物、地質(zhì)災(zāi)害、礦山等表面位移（水平位移、沉降、動(dòng)靜撓度）的自動(dòng)化監(jiān)測。
一、工作原理結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域的機(jī)器視覺位移監(jiān)測儀是一種基于機(jī)器視覺技術(shù)的非接觸式測量設(shè)備，用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)物在受力或環(huán)境因素作用下的變形和位移情況。
測量原理：在被測物表面安裝測量靶標(biāo)，機(jī)器視覺相機(jī)抓拍靶標(biāo)成像，機(jī)器視覺識(shí)別出靶標(biāo)的亞像素圖像位移，自標(biāo)定矩陣算法將圖像位移轉(zhuǎn)換到物理空間位移，得到靶標(biāo)的實(shí)際位移，網(wǎng)絡(luò)上傳到云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)位移的非接觸式測量。
①按相機(jī)鏡頭分類可分為：變焦機(jī)器視覺和定焦機(jī)器視覺。
②按靶標(biāo)的供電分類可分為：有源靶標(biāo)和無源靶標(biāo)。
③按靶標(biāo)的識(shí)別可分為：人工框選識(shí)別靶標(biāo)和機(jī)器自動(dòng)識(shí)別靶標(biāo)
三、機(jī)器視覺的類型和區(qū)別3.1 相機(jī)鏡頭分類機(jī)器視覺位移測量產(chǎn)品可以理解為一臺(tái)工業(yè)相機(jī)、工控機(jī)和路由器等組成的微型電腦，其中工業(yè)相機(jī)是最重要的部分，是機(jī)器視覺的眼睛，是用來獲取結(jié)構(gòu)的位移信息變化。變焦機(jī)器視覺和定焦機(jī)器視覺的區(qū)別主要有以下幾點(diǎn)：
①技術(shù)原理：變焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測采用自動(dòng)變焦掃描技術(shù)，結(jié)合高倍變焦鏡頭和自動(dòng)精準(zhǔn)聚焦系統(tǒng)，能夠獲取每個(gè)靶標(biāo)的清晰圖像，并巡回掃描識(shí)別上千個(gè)靶標(biāo)。而定焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測則采用焦距固定的鏡頭，通過固定拍攝距離和視角來獲取清晰的圖像，出廠定制鏡頭焦距（焦距越長，視野越窄），后期無法調(diào)整視野的大小以及測點(diǎn)的變化。
（圖：不同焦距鏡頭的視野范圍）
②應(yīng)用范圍：由于變焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測具有較大的測量范圍、視野開闊、視場角較大和較高的數(shù)據(jù)精度，因此適用于大型結(jié)構(gòu)如橋梁、隧道等長條形結(jié)構(gòu)的位移監(jiān)測，可以測量大范圍、多目標(biāo)位移。而定焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測出廠定制的鏡頭可能在現(xiàn)場不適用或者部分測點(diǎn)看不到，視場角較小，后續(xù)別的項(xiàng)目距離不同可能不適用。定焦更側(cè)重于小型項(xiàng)目的應(yīng)用場景，如小基坑、小型邊坡等測量目標(biāo)較少的項(xiàng)目。
（圖：變焦視覺遠(yuǎn)近視野均可看清）
③靈活性：變焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測具有更大的靈活性，能夠適應(yīng)不同的拍攝距離和視角，通過自動(dòng)變焦和掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)對多個(gè)目標(biāo)的監(jiān)測，而且靈活變焦的鏡頭可以用到不同的項(xiàng)目，達(dá)到重復(fù)利用。而定焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測則需要根據(jù)具體的拍攝距離和視角選擇合適的鏡頭，相對較為固定。
④頻率和穩(wěn)定性：雖然變焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測具有較高的數(shù)據(jù)精度，但由于其采用自動(dòng)變焦和掃描技術(shù)，可能會(huì)受到鏡頭變焦過程的影響，導(dǎo)致監(jiān)測頻率和穩(wěn)定性會(huì)相對較低。而定焦機(jī)器視覺位移監(jiān)測由于采用焦距固定的鏡頭，成像質(zhì)量較為穩(wěn)定，因此在一定程度上具有較高的頻率和穩(wěn)定性。
3.2靶標(biāo)供電的分類靶標(biāo)是機(jī)器視覺監(jiān)測結(jié)構(gòu)位移信息的載體，靶標(biāo)的清晰度直接影響了機(jī)器視覺測出來的精度。主要在供電需求、應(yīng)用場景、識(shí)別效果和精度以及成本等方面存在明顯的區(qū)別。
首先，有源靶標(biāo)是靶標(biāo)自發(fā)光，需要供電，而無源靶標(biāo)則不需要，但需要在主機(jī)安裝補(bǔ)光燈。這意味著有源靶標(biāo)需要通過布線等方式進(jìn)行供電，而無源靶標(biāo)則無需進(jìn)行供電布線，從而省去了現(xiàn)場布線的麻煩，安裝更加高效方便。因此，無源靶標(biāo)特別適用于一些無市電的場景，如邊坡、地質(zhì)災(zāi)害、礦山等。
其次，有源靶標(biāo)和無源靶標(biāo)在應(yīng)用場景上也有所不同。有源靶標(biāo)適合距離較遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣的使用場景，燈光光線過濾會(huì)相對好一點(diǎn)，而無源靶標(biāo)因?yàn)檠a(bǔ)光燈焦距有限，更適用于一些近距離、環(huán)境相對較好的場景。
此外兩者監(jiān)測精度其實(shí)差距不大，而且有源成本會(huì)相應(yīng)高一些。所以一般都會(huì)選擇無源靶標(biāo)，到無源靶標(biāo)也面臨一個(gè)問題，補(bǔ)光燈焦距有限，照射到不同距離的靶標(biāo)需增加多個(gè)補(bǔ)光燈。但最近安銳測控通過自研技術(shù)解決了這個(gè)問題，采用新一代夜視技術(shù)，不同距離的無源靶標(biāo)均可照亮，關(guān)鍵還不用增設(shè)補(bǔ)光燈。大大的增加了無源靶標(biāo)的優(yōu)勢及簡便性。
最后在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體需求和場景進(jìn)行綜合考慮，選擇適合的靶標(biāo)類型。
3.3 靶標(biāo)的識(shí)別的分類機(jī)器視覺位移監(jiān)測儀的靶標(biāo)自動(dòng)識(shí)別與手動(dòng)框選識(shí)別在識(shí)別方式、效率和精度等方面存在明顯的區(qū)別。
首先，自動(dòng)識(shí)別功能是指機(jī)器視覺位移監(jiān)測儀能夠自動(dòng)檢測并識(shí)別圖像中的靶標(biāo)，而無需人工干預(yù)和現(xiàn)場電腦調(diào)試。這種識(shí)別方式基于圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過自動(dòng)掃描和匹配圖像中的特征點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對靶標(biāo)的快速、準(zhǔn)確識(shí)別。自動(dòng)識(shí)別功能可以大大提高位移監(jiān)測的效率和自動(dòng)化程度，減少人工操作錯(cuò)誤和人為干預(yù)的影響。
（圖：機(jī)器自動(dòng)識(shí)別靶標(biāo)）
而手動(dòng)框選識(shí)別則需要人工參與，操作人員需要通過鼠標(biāo)或其他輸入設(shè)備，在圖像中手動(dòng)框選出靶標(biāo)的位置和范圍。這種識(shí)別方式相對較慢，效率較低，而且容易受到人為因素的影響，如操作人員的經(jīng)驗(yàn)、視覺疲勞等。
（圖：手動(dòng)框選靶標(biāo)）
其次，在精度方面，自動(dòng)識(shí)別功能通常具有較高的識(shí)別精度和穩(wěn)定性。由于自動(dòng)識(shí)別算法是基于大量的圖像數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行訓(xùn)練的，因此可以實(shí)現(xiàn)對靶標(biāo)的jingque匹配和識(shí)別。而手動(dòng)框選識(shí)別則可能受到操作人員的主觀因素和視覺誤差的影響，導(dǎo)致識(shí)別精度相對較低。
再者，因?yàn)橐呀?jīng)框出監(jiān)測選區(qū)，所以靶標(biāo)的位置受限，只能監(jiān)測靶標(biāo)在框里的位移，移出框外將無法識(shí)別。
此外，在實(shí)際應(yīng)用中，自動(dòng)識(shí)別功能還可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、多場景的快速識(shí)別和監(jiān)測，適應(yīng)性強(qiáng)，可以大大提高位移監(jiān)測的效率和準(zhǔn)確性。而手動(dòng)框選識(shí)別則可能無法滿足這種需求，特別是在需要實(shí)時(shí)監(jiān)測和大量數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用場景中，每個(gè)靶標(biāo)都需要人工框選，調(diào)試量大，一般需要安裝幾天才調(diào)試完，測點(diǎn)多的話可能一星期。
所以在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體需求和場景選擇適合的識(shí)別方式，以提高位移監(jiān)測的效率和準(zhǔn)確性。