融合GMS与时空平滑的稳像位移监测方法

来源：振动与冲击杂志2025年第23期北京时间：

作者：包超baochao@nxu，于子莹，曹纪兴，杜姣燕，马肖彤，吕建宁

单位：1.宁夏大学土木与水利工程学院，银川750021；2.浙江大学建筑工程学院，杭州310058；3.北方民族大学土木工程学院，银川750021；4.中建三局集团有限公司，武汉430000

摘要：手持拍摄是一种便捷的结构振动评估方法，但拍摄过程中产生的影像抖动会影响结构健康监测(structural health monitoring, SHM)的测量精度。为减少抖动干扰，提出了一种融合GMS(grid-based motion statistics)与时空平滑的稳像位移监测方法。采用多阶段运动估计框架，结合ORB(oriented fast and rotated brief)-GMS进行多层级特征匹配，使用渐进一致采样算法(progressive sample consensus, PROSAC)提高匹配精度，并通过随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)对静物区域仿射变换提取运动信息，引入时空加权平滑抑制高频抖动，同时保留目标运动，并结合改进光流法追踪稳像后的视频目标运动轨迹，以优化结构振动位移监测。试验结果表明，该方法在减少抖动、提升稳定性方面优于现有稳像算法。与传统位移传感器测量相比，稳像后位移测量误差控制在5%以内，相较于稳像前相对误差降低34%，显著提高了视频运动轨迹的准确性。该算法兼顾抖动抑制与动态特征保持，可在复杂振动场景下提供鲁棒且实用的技术方案，为视频稳像与结构状态分析提供可靠的视觉测量方法。<br>

关键词：视频稳像; 时空平滑; 抖动抑制; 位移监测; 结构健康监测(SHM)