魏 康 員 方 董志強(qiáng) 邵新星 吳 剛 何小元

(東南大學(xué)土木工程學(xué)院， 南京 210096)

數(shù)字圖像相關(guān)(digital image correlation，DIC)方法由Peters等[1]在1982年最早提出，該方法因其非接觸、全場(chǎng)測(cè)量、適用范圍廣等特點(diǎn)在科研和工程領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注[2-4].經(jīng)過近幾十年硬件的快速發(fā)展，以及匹配算法[5-7]、標(biāo)定方法[8-9]、測(cè)量精度[10-11]等方面的大量研究，目前三維DIC方法已被廣泛應(yīng)用于土木工程、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的表面三維形貌和變形測(cè)量.但在土木工程領(lǐng)域，被測(cè)對(duì)象通常具有結(jié)構(gòu)尺寸大、柱式構(gòu)件表面曲率大的特點(diǎn)，此時(shí)由常規(guī)雙相機(jī)組成的三維DIC測(cè)量系統(tǒng)已不能滿足實(shí)際測(cè)量需求.

為此，學(xué)者們?cè)陔p相機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出多相機(jī)三維DIC測(cè)量方法，其中多相機(jī)指的是3個(gè)或更多的相機(jī)[12].實(shí)現(xiàn)多相機(jī)測(cè)量的關(guān)鍵是相機(jī)外參的標(biāo)定.相機(jī)外參的標(biāo)定方式?jīng)Q定了多相機(jī)測(cè)量方法應(yīng)用過程的簡(jiǎn)便性(如基于重疊視場(chǎng)實(shí)現(xiàn)外參標(biāo)定的方法，需要相機(jī)兩兩之間連續(xù)標(biāo)定，相機(jī)數(shù)量較多時(shí)標(biāo)定步驟繁瑣費(fèi)時(shí))和實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用中的簡(jiǎn)便性(如基于經(jīng)緯儀等大量程測(cè)量設(shè)備進(jìn)行外參標(biāo)定的方法，需要相機(jī)之間利用設(shè)備互相觀測(cè)，無法用于狹小或有遮擋的測(cè)量環(huán)境)，而且相機(jī)外參的標(biāo)定精度會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性.針對(duì)多相機(jī)外參標(biāo)定，學(xué)者們做了許多研究工作[12-24]，其中相機(jī)內(nèi)參的標(biāo)定可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提前完成.

多相機(jī)三維DIC測(cè)量方法的外參標(biāo)定大致可以分為2類.第1類是基于重疊視場(chǎng)[12-15]外參標(biāo)定方法，該方法借助重疊視場(chǎng)完成多相機(jī)系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)的拼接，其實(shí)現(xiàn)需要各相機(jī)兩兩之間存在1/3～1/2左右的重疊區(qū)域用以標(biāo)定和計(jì)算.該方法除了布置方式受限(要求各相機(jī)視場(chǎng)必須連續(xù))、相機(jī)測(cè)量視場(chǎng)不能得到充分利用之外，相機(jī)之間的測(cè)量結(jié)果互相關(guān)聯(lián)，測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性差.第2類是無需重疊視場(chǎng)實(shí)現(xiàn)外參標(biāo)定的多相機(jī)方法，其主要可以歸為以下幾種類型：利用經(jīng)緯儀或激光跟蹤儀等大量程測(cè)量設(shè)備[16-19]實(shí)現(xiàn)全局標(biāo)定的方法；通過追蹤目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型[20-22]來建立不同相機(jī)視場(chǎng)間對(duì)應(yīng)關(guān)系的方法；利用大規(guī)模標(biāo)定物[23-24]進(jìn)行標(biāo)定的方法；基于標(biāo)志點(diǎn)重構(gòu)[25-26]的外參統(tǒng)一方法.其中，基于標(biāo)志點(diǎn)重構(gòu)的外參統(tǒng)一的多相機(jī)方法具有操作簡(jiǎn)便、相機(jī)可靈活布置、各子相機(jī)系統(tǒng)之間基本互相獨(dú)立、測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn).

因此，本文首先設(shè)計(jì)基于標(biāo)志點(diǎn)的多相機(jī)三維DIC方法的精度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，對(duì)該方法的可行性和精度進(jìn)行了驗(yàn)證.通過尋找不同測(cè)量系統(tǒng)在重疊區(qū)域下測(cè)量點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用對(duì)應(yīng)點(diǎn)拼接誤差un的均值和標(biāo)準(zhǔn)差來評(píng)估多相機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)一的精度.平移驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)坐標(biāo)統(tǒng)一后的多套測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)良好.最后，將該方法用于玄武巖纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合(basalt fiber-reinforced polymer, BFRP)筋海水海砂珊-超高性能混凝土(ultrahigh-performance concrete, UHCP)組合梁的抗彎承載實(shí)驗(yàn)，得到破壞臨界荷載下的全場(chǎng)位移和應(yīng)變?cè)茍D，并與位移計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示本文使用的基于標(biāo)志點(diǎn)的多相機(jī)測(cè)量方法操作簡(jiǎn)便、布置靈活，能精確地測(cè)量混凝土梁的表面位移.

1 基于標(biāo)志點(diǎn)重構(gòu)的多相機(jī)三維DIC系統(tǒng)測(cè)量原理

為實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系下多相機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一，使用多套獨(dú)立的三維DIC測(cè)量子系統(tǒng)和一臺(tái)單反相機(jī)構(gòu)成一套多相機(jī)三維DIC測(cè)量系統(tǒng)，其中三維DIC測(cè)量子系統(tǒng)的相機(jī)內(nèi)、外參由標(biāo)定板獲得，而測(cè)量子系統(tǒng)之間的相對(duì)外參則借助標(biāo)志點(diǎn)獲得.由于基于標(biāo)志點(diǎn)的多相機(jī)測(cè)量方法無需借助重疊區(qū)域，因此可以根據(jù)測(cè)量需求和環(huán)境限制對(duì)相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行靈活布置，工程適用場(chǎng)景廣泛.

1.1 三維DIC測(cè)量原理

三維DIC測(cè)量系統(tǒng)主要由2個(gè)工業(yè)相機(jī)和采集設(shè)備組成，利用雙目立體視覺原理和圖像相關(guān)匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)位移和應(yīng)變的計(jì)算.首先使用2臺(tái)相機(jī)從不同方位同時(shí)對(duì)一目標(biāo)進(jìn)行拍攝，將拍攝到的二維圖像進(jìn)行特征匹配處理，從而尋找到各點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，再根據(jù)標(biāo)定得到的兩相機(jī)參數(shù)，即可利用立體視覺原理計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)在定義坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo).雙目視覺原理如圖1所示，對(duì)于世界坐標(biāo)系Ow-xwywzw下任意待測(cè)點(diǎn)P，該點(diǎn)分別成像于左、右相機(jī)A、B像平面坐標(biāo)系Oi1-xi1yi1和Oi2-xi2yi2的P1、P2處，由于P、P1、P2三點(diǎn)共面，可計(jì)算出點(diǎn)P的三維坐標(biāo)(X,Y,Z)w，其中P1、P2坐標(biāo)可由標(biāo)定和圖像匹配計(jì)算得到，而Oc1、Oc2分別為左、右兩相機(jī)坐標(biāo)系Oc1-xc1yc1和Oc2-xc2yc2的光心.圖像相關(guān)匹配技術(shù)則包括同一時(shí)刻2幅圖的散斑之間和同一相機(jī)圖片中散斑變形前后的匹配，即立體匹配和時(shí)序匹配，利用形函數(shù)和相關(guān)函數(shù)尋找同一點(diǎn)在不同圖像下的對(duì)應(yīng)關(guān)系.

圖1 雙目立體視覺原理

1.2 單相機(jī)近景攝影測(cè)量

對(duì)于標(biāo)志點(diǎn)三維坐標(biāo)的重構(gòu)主要基于近景攝影測(cè)量技術(shù)[27-28]來實(shí)現(xiàn)，即利用不同位置不同角度拍攝得到的多張貼有編碼標(biāo)志點(diǎn)的被測(cè)物體圖片，使用數(shù)字圖像處理和攝影測(cè)量技術(shù)處理，進(jìn)而精確測(cè)定目標(biāo)在三維空間中位置的方法.由便攜式單反相機(jī)拍攝得到的一系列圖片用于重構(gòu)標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo)，借此可以標(biāo)定各子系統(tǒng)的相對(duì)外參，從而得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后相同坐標(biāo)系下完整的全場(chǎng)三維數(shù)據(jù).本文中使用的圓環(huán)形編碼標(biāo)志點(diǎn)編碼原理如圖2所示，編碼采用順時(shí)針的15位二進(jìn)制數(shù)，黑色為0，白色為1，可以任意位置作為起點(diǎn)讀數(shù)，選擇對(duì)應(yīng)最小十進(jìn)制數(shù)值作為編碼值以保證編碼的唯一性.本文使用長(zhǎng)度已知、熱膨脹系數(shù)較小的高精度碳纖維剛性標(biāo)尺進(jìn)行尺度標(biāo)定.

圖2 同心圓環(huán)形編碼標(biāo)志點(diǎn)原理圖

(1)

1.3 多相機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)一

由三維DIC測(cè)量子系統(tǒng)可以得到標(biāo)志點(diǎn)在各自坐標(biāo)系Ocm-xcmycmzcm(m=1,2,…,s；s≥2)下的三維坐標(biāo)，將世界坐標(biāo)系定在單反相機(jī)坐標(biāo)系并計(jì)算全部標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo)，通過編碼值相同的對(duì)應(yīng)關(guān)系可計(jì)算不同坐標(biāo)系的剛性轉(zhuǎn)置信息，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一，原理如圖3所示.

該過程實(shí)質(zhì)為一個(gè)最小二乘求優(yōu)問題，用公式可描述為

(2)

式中，m為DIC子系統(tǒng)序號(hào)；t、T分別表示第m個(gè)DIC子系統(tǒng)識(shí)得的標(biāo)志點(diǎn)序號(hào)和總數(shù)；wt>0為點(diǎn)集中各點(diǎn)對(duì)的權(quán)重；pt和qt分別為不同坐標(biāo)系下的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；Rcm-w，Tcm-w為子系統(tǒng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到世界坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)與平移矩陣.

圖3 多相機(jī)系統(tǒng)坐標(biāo)統(tǒng)一原理圖

2 精度驗(yàn)證

2.1 評(píng)估原理

為實(shí)現(xiàn)多相機(jī)三維DIC系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的定量評(píng)估和誤差分析，建立重疊區(qū)域內(nèi)三維形貌數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)差值絕對(duì)值的均值和標(biāo)準(zhǔn)差來評(píng)估誤差.以2套三維DIC系統(tǒng)為例，對(duì)應(yīng)關(guān)系的建立具體如下：①將點(diǎn)集1中在(x,y)i1處的測(cè)量值記為D(1)(x,y)i1，利用相機(jī)內(nèi)、外參轉(zhuǎn)換到點(diǎn)集2的像素坐標(biāo)系下變?yōu)镈(1)(x′,y′)i2，搜索該點(diǎn)在點(diǎn)集2中距離最近的整像素點(diǎn)D(2)(X,Y)i2，完成初始對(duì)應(yīng)；②為保證對(duì)應(yīng)精度，將點(diǎn)集1中實(shí)現(xiàn)初始對(duì)應(yīng)的點(diǎn)取k×k(k可取3、4或5)的非線性擬合窗口，得到測(cè)量值D(1)(x′,y′)i2在點(diǎn)集2的亞像素對(duì)應(yīng)D(2)(x′,y′)i2.建立好精確的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，對(duì)點(diǎn)集1和點(diǎn)集2的測(cè)量值進(jìn)行誤差分析.

用于評(píng)估數(shù)據(jù)坐標(biāo)統(tǒng)一精度的均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差公式分別為

(3)

(4)

其中

un=|D(1)(x′n,y′n)-D(2)(x′n,y′n)|

(5)

D(2)(x′n,y′n)=a0+a1x′n+a2y′n+a3(x′n)2+
a4x′ny′n+a5(y′n)2

(6)

式中，a0，a1，…，a5為擬合參數(shù).

2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為證明本文多相機(jī)三維DIC測(cè)量方法的可行性和有效性，進(jìn)行散斑平面平移驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案布置圖如圖4所示.使用4個(gè)相機(jī)組成2套三維DIC測(cè)量系統(tǒng)，為了避免測(cè)量結(jié)果引入其他因素的影響，采用相同相機(jī)型號(hào)和鏡頭焦距，實(shí)驗(yàn)初始保證4個(gè)相機(jī)的視場(chǎng)中心均對(duì)準(zhǔn)待測(cè)散斑平面中心，并將2套測(cè)量系統(tǒng)對(duì)稱布置.其中，待測(cè)平面的散斑區(qū)域尺寸為300 mm×300 mm，調(diào)節(jié)鏡頭焦距和光圈至被測(cè)平面表面清晰成像，清晰成像時(shí)圖像中每像素對(duì)應(yīng)的空間尺寸約為0.23 mm，而粘貼在待測(cè)平面的標(biāo)志點(diǎn)內(nèi)圓心直徑為 5 mm.

(a) 相機(jī)系統(tǒng)布置圖

(b) 實(shí)驗(yàn)裝置布置圖

平移實(shí)驗(yàn)開始前，對(duì)靜止的待測(cè)平面進(jìn)行一段時(shí)間的噪聲采集，用以評(píng)估2套DIC測(cè)量系統(tǒng)的整體誤差水平.由于2套DIC測(cè)量系統(tǒng)對(duì)稱布置，在此以相機(jī)系統(tǒng)A為例進(jìn)行說明，計(jì)算區(qū)域取全部散斑區(qū)域，具體系統(tǒng)誤差(靜態(tài)噪聲水平)結(jié)果如圖5和表1所示.可以看到：該測(cè)量系統(tǒng)計(jì)算的面內(nèi)位移u和v均值在±0.005像素內(nèi)波動(dòng)，離面位移w均值在±0.02像素內(nèi)，表面應(yīng)變?chǔ)舩x、εxy和εyy均值范圍為±25×10-6.因此可以認(rèn)為待測(cè)物體靜止不動(dòng)時(shí)，該測(cè)量系統(tǒng)的面內(nèi)位移誤差為0.01像素(約為0.002 3 mm).

圖5 相機(jī)系統(tǒng)A測(cè)量結(jié)果的均值

表1 相機(jī)系統(tǒng)A測(cè)量噪聲

(a) 不同平移距離時(shí)un的統(tǒng)計(jì)誤差

(b) 平移70 mm時(shí)un的分布云圖

3 BFRP筋海水海砂珊瑚-UHPC組合梁的抗彎實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證基于標(biāo)志點(diǎn)多相機(jī)測(cè)量方法的有效性，本文以BFRP筋海水海砂珊瑚-UHPC組合梁[29]為研究對(duì)象，測(cè)量混凝土梁在加載過程的全場(chǎng)位移和全場(chǎng)應(yīng)變情況，并與位移計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析.

3.1 試樣準(zhǔn)備

混凝土梁試件尺寸均為2 400 mm(長(zhǎng))×120 mm(寬)×240 mm(高)，在凈跨l0為2.1 m和剪切跨度為0.75 m的條件下進(jìn)行四點(diǎn)彎加載實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)加載情況如圖7(a)所示.其中采用的鋼筋均為HPB235級(jí)，混凝土梁底部受拉筋為2根直徑13 mm的BFRP筋，頂部使用2根直徑10 mm的BFRP筋和30 mm厚的UHPC替換層，而所有箍筋均為8 mm的BFRP筋，圖7(b)中給出了混凝土梁截面的示意圖.

在梁底部和兩支座處共布置了9個(gè)線性差動(dòng)變壓器式位移計(jì)(linear variable differential transformer，LVDT)用于測(cè)量梁的豎向位移，其中7個(gè)位移計(jì)居中布置在梁下端處(測(cè)點(diǎn)①～測(cè)點(diǎn)⑦)，位移計(jì)A、B布置在支座處上側(cè)，用以抵消末端位移，如圖7(b)所示.此外，在頂部的受壓區(qū)和底部的受拉BFRP筋處布有電阻應(yīng)變片.

(a) 實(shí)驗(yàn)加載裝置示意圖

(b) 測(cè)量傳感器布置圖(單位：mm)

3.2 實(shí)驗(yàn)方案

利用6臺(tái)工業(yè)相機(jī)、一臺(tái)單反相機(jī)和圖片采集設(shè)備搭設(shè)多相機(jī)三維DIC測(cè)量系統(tǒng)(見圖8)進(jìn)行混凝土梁的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，其中每2臺(tái)相機(jī)為一套三維DIC子系統(tǒng)，相機(jī)的視場(chǎng)和布置方式見圖9.由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制(加載裝置的立柱和周圍設(shè)備的圍擋)，相機(jī)的數(shù)量和可工作距離受到限制，因此選取了視場(chǎng)較大的8 mm焦距鏡頭和85 cm測(cè)量距離進(jìn)行圖像采集，而畸變和視角過大則導(dǎo)致實(shí)際可計(jì)算的測(cè)量區(qū)域約為900 mm×900 mm.其中，各工業(yè)相機(jī)均為2 048×2 048像素，用于重構(gòu)標(biāo)志點(diǎn)坐標(biāo)的便攜式單反相機(jī)型號(hào)為Nikon D7100，選擇顆粒直徑為3 mm的水轉(zhuǎn)印散斑到梁表面作為變形信息載體，使用單色照明光源均勻照明.

圖8 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備布置圖

圖9 多相機(jī)測(cè)量系統(tǒng)布置圖

搭設(shè)好測(cè)量相關(guān)設(shè)備后，利用標(biāo)志點(diǎn)和標(biāo)定板對(duì)相機(jī)的內(nèi)、外參進(jìn)行標(biāo)定，最后各相機(jī)隨加載設(shè)備啟動(dòng)同步采集圖片.圖10為加載實(shí)驗(yàn)開始之前標(biāo)志點(diǎn)和碳纖維剛性標(biāo)尺的布置方式，使用單反相機(jī)以不同姿態(tài)拍攝一系列圖片，而各相機(jī)同時(shí)采集一次，由此完成有關(guān)標(biāo)志點(diǎn)的標(biāo)定步驟.其中，使用的標(biāo)定板為棋盤標(biāo)定板，以普通三維DIC的標(biāo)定方式依次標(biāo)定3套三維DIC子系統(tǒng)，而實(shí)驗(yàn)使用的編碼標(biāo)志點(diǎn)內(nèi)圓心直徑均為15 mm，正方形輪廓邊長(zhǎng)為43 mm.

圖10 標(biāo)志點(diǎn)和碳纖維剛性標(biāo)尺

進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，計(jì)算選取的子集大小為19×19 像素(3套DIC子系統(tǒng)從左到右分別對(duì)應(yīng)為97×296、91×298和93×301個(gè)計(jì)算點(diǎn))，網(wǎng)格步長(zhǎng)設(shè)為9 像素.

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖11給出了BFRP筋海水海砂珊瑚-UHPC組合梁在荷載為137.613 kN(破壞臨界載荷)時(shí)，由多相機(jī)三維DIC系統(tǒng)測(cè)得的全場(chǎng)位移圖和全場(chǎng)應(yīng)變圖.由圖11(b)可以觀察到，全梁從左側(cè)支座開始位移v(即梁撓度)由逐漸增大到分配梁處趨于平緩，最后再逐漸減小，符合理論梁在四點(diǎn)彎曲加載時(shí)豎向位移的分布趨勢(shì).圖11(c)～(e)為全場(chǎng)應(yīng)變?cè)茍D，其中圖11(c)中由開裂產(chǎn)生的虛應(yīng)變?chǔ)舩x最大值主要集中在梁中部下側(cè)，隨下側(cè)混凝土受拉開裂向上開展；而在圖11(d)中由剪切破壞造成的斜裂縫對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?chǔ)舩y分布在梁兩側(cè)，數(shù)值相反.相較傳統(tǒng)雙相機(jī)三維DIC方法，實(shí)驗(yàn)共使用了6臺(tái)相機(jī)組成多相機(jī)測(cè)量系統(tǒng)，變形測(cè)量分辨率對(duì)應(yīng)提高3倍，因此通過加載-變形-破壞全過程的應(yīng)變?cè)茍D可以更好地對(duì)裂縫的形成與擴(kuò)展進(jìn)行分析.

(a) 全場(chǎng)x方向位移u

(b) 全場(chǎng)y方向位移v

(c) 全場(chǎng)應(yīng)變?chǔ)舩x

(d) 全場(chǎng)應(yīng)變?chǔ)舩y

(e) 全場(chǎng)應(yīng)變?chǔ)舮y

圖12為在實(shí)驗(yàn)過程中混凝土梁下端各測(cè)點(diǎn)的撓度隨荷載加載變化的測(cè)量結(jié)果，該測(cè)量結(jié)果分別由LVDT位移傳感器和DIC方法獲得.如圖所示，測(cè)點(diǎn)①處由2種方法測(cè)得的撓度曲線在整個(gè)加載過程中走勢(shì)一致，結(jié)果基本重合；測(cè)點(diǎn)②和測(cè)點(diǎn)③處由2種方法測(cè)得的撓度曲線在荷載不大時(shí)基本吻合，而隨著加載荷載的增大，DIC方法的測(cè)量結(jié)果稍大于位移傳感器結(jié)果，且測(cè)點(diǎn)③相較于測(cè)點(diǎn)②更為明顯，這是因?yàn)槲灰苽鞲衅鞯臏y(cè)點(diǎn)隨著梁撓度的增大發(fā)生了水平滑移，導(dǎo)致其測(cè)量結(jié)果偏??；測(cè)點(diǎn)④處由2種方法測(cè)得的撓度趨勢(shì)和結(jié)果基本一致，而DIC結(jié)果仍稍大于位移計(jì)結(jié)果，這可能是位移傳感器在安裝時(shí)與豎直方向有一定夾角而導(dǎo)致的.考慮實(shí)際工程使用的情況下，在使用多相機(jī)三維DIC測(cè)量方法來計(jì)算混凝土梁的撓度時(shí)，其結(jié)果的一致性和穩(wěn)定性會(huì)更好.

圖12 由DIC和位移傳感器測(cè)得梁下端撓度圖(豎直向上為正)

4 結(jié)論

1) 實(shí)驗(yàn)室電動(dòng)平移臺(tái)實(shí)驗(yàn)表明，拼接誤差un的均值與位移距離呈線性關(guān)系，但相對(duì)誤差始終小于0.03%且σu小于0.01 mm，說明基于標(biāo)志點(diǎn)的多相機(jī)測(cè)量方法得到的坐標(biāo)系統(tǒng)一精度滿足工程需求.

2) 將該方法用于混凝土梁的加載實(shí)驗(yàn)，獲得了極限荷載下的全場(chǎng)位移和全場(chǎng)應(yīng)變結(jié)果，且位移測(cè)量結(jié)果與位移計(jì)結(jié)果基本一致.

3) 相對(duì)于傳統(tǒng)雙相機(jī)三維DIC方法，該方法變形測(cè)量分辨率提高3倍；相對(duì)于使用重疊視場(chǎng)的多相機(jī)DIC方法，其測(cè)量結(jié)果不會(huì)引起誤差傳遞，同時(shí)可減少一半標(biāo)定時(shí)間，因此基于標(biāo)志點(diǎn)的多相機(jī)方法具有操作簡(jiǎn)便、布置靈活且應(yīng)用場(chǎng)景廣泛的特點(diǎn).

4) 針對(duì)該方法在大尺度、復(fù)雜工程環(huán)境下的應(yīng)用，有以下幾點(diǎn)需要繼續(xù)完善：標(biāo)志點(diǎn)的識(shí)別精度和重構(gòu)精度需要進(jìn)一步提高；當(dāng)土木工程構(gòu)件尺寸過大時(shí)，需要解決標(biāo)志點(diǎn)難以粘貼布置的問題；簡(jiǎn)化多相機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)布置方式.