1. 概述
地質形變分析儀是一種新型非接觸式二維位移監測傳感器，基于機器視覺技術，采用人工智能專用嵌入式系統平臺、高性能圖像傳感器、專業級攝影鏡頭、內嵌行業先進的圖像測量算法，本地解算、多種通信接口實時輸出二維位移數據。具有測量精度高、自適應測量距離、測量范圍大、一機多靶；體積小、集成度高、安裝施工簡便等特點。
圖 1 視覺位移測量儀 圖 2 靶標
圖 3 測量原理示意圖
靶標或特征點(布設在被測結構體關鍵部位)，通過數字圖像位移傳感器的長焦光學系統成像在圖像傳感器的光敏面上（將現實中的三維空間影像到虛擬的二維平面圖像的數字化。把客觀現實中的物點跟數字圖像中像點一一對應），經過圖像處理識別和高精度定位技術，確定像點的精確位置， 最后由物像關系確定目標點的空間位置。通過對不同時刻特征點的空間位置比較分析，確定特征點的二維位移變化情況，進而獲得被測結構體相應位置的變形參數，工作原理如圖 3 所示。
2. 功能及參數
2.1 功能及特點
基于機器視覺和高精度亞像素圖像算法技術，相對于傳統測量傳感器，具有更高的精度，并可同時給出二維位移數據
非接觸式測量：設備采用非接觸式圖像法，受環境溫濕度影響小，通視情況下
可替代傳統靜力水準儀實現橋梁撓度和位移監測；
一機多靶，數據相關性高：，降低多點測量成本，給出同一時刻多點位移參數，
采樣頻率高：采用高速圖像采集、處理、存儲和發送的硬件模塊和算法，具有較高的采樣頻率， 避免突發事件數據遺漏；
看門狗保障：支持軟件看門狗和硬件看門狗，保證設備全天候不停機工作，保證野外復雜環境下實時長期監測；
專有技術，避免干擾：設備采用特殊不可見光波長靶標，有效避免可見光干擾、同時減少雨霧天氣帶來的干擾。
2.2 技術參數
| 測量點數 | 30 |
| 測量距離 | 5~500 米(不同焦距鏡頭) |
| 測量精度 |
≤50 米（≤±0.1mm）
≤100 米（≤± 0.2mm） |
| 測量方向 | 同時測量目標物的二維變形(豎向撓度和橫向位移) |
| 測量頻率 | 1~50HZ |
| 通訊協議 | TCP、UDP、modbus |
| 通信接口 | 4G、以太網、RS485 可選 |
| 電源電壓 | DC9~26V |
| 功耗 | <10W |
| 工作溫度 | -20℃~+70℃ |
| 其它 | 電加熱功能（除霧）（可選） |
| 設備尺寸 | (L)200mm x (W)125mm x (H)75mm |
3. 安裝
3.1 安裝示意圖
撓度作為變形的一種描述形式，可以評價橋梁質量及其運營狀態，反映橋梁的剛度。橋梁的動撓度是橋梁剛度最為實時的反應，是橋梁在車輛載荷作用下最為真實的反應。在車輛載荷作用下，橋梁結構將產生比相同靜載荷作用下更大的變形和應力，因而對橋梁動撓度進行監測有著重要的科研價值和實際意義。
圖 4 橋梁安裝示意圖
數字圖像位移傳感器用于橋梁撓度測量具有監測精度高、測量范圍大、多點撓度同步實時測量、體積小、可靠性高、安裝施工簡便，適合長期、在線自動化測量。撓度測量時靶標安裝在待測點的位置，與被測目標剛性連接；數字圖像傳感器安裝在相對靜止穩定的位置(如橋墩)，傳感器中圖像傳感器獲取目標靶變化后，通過圖像測量算法即可求出目標靶位置隨時間變化參數，并經過分析計算得到目標的位移，進而獲得被測目標的動態撓度變化，長期監測又可同時獲得橋梁靜態撓度變化，測點布置及監測數據如圖 4 所示。
3.2 軟件示圖
圖 5 軟件調試：選擇合適的區域
在軟件中選擇合適的區域，作為感興趣區域，軟件會計算出燈的位置，并在中心標注，用戶可以作為參考。
圖 6 動態顯示幾條曲線
在軟件的動態顯示界面，可以勾選多條曲線，顯示在一段時間內的位置變化。
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