本发明属于混凝土损伤监测，尤其涉及混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法及系统。
背景技术：
1、数字图像配准(dic)技术目前已被用于混凝土裂纹探测和结构形变监测等领域，具有非接触、高精度、装置简单、可实时全场监测等诸多优点。由于钢筋锈蚀可引起混凝土膨胀变形和开裂破坏，因而可采用dic监测锈胀损伤并反演得到钢筋锈蚀分布，从而实现钢筋腐蚀的诊断。dic的基本原理是对物体变形前后的图像进行分析，从而确定位移和变形。
2、发明人发现，dic图像测量时一般需要在物体表面人工制作散斑，时间成本和人工成本高，难以应用到实际工程结构，使得dic的实际工程应用受到限制。若不制作散斑，采用混凝土天然纹理直接进行dic测量，由于图片灰度反差不明显，测量精度大大降低。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法及系统，利用尺度不变特征变换(sift)算子提取混凝土天然纹理特征，改进dic分析算法，提高dic测量精度，实现钢筋锈胀损伤的无散斑测量。
2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本发明第一方面提供了混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法。
4、混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，包括以下步骤：
5、采集混凝土结构腐蚀过程表面图像；
6、将混凝土结构变形前图像作为参照图像，采用sift算子提取参照图像和变形后图像的混凝土表面特征点，求取特征点变形前后的仿射映射变换关系；
7、利用特征点变形前后的仿射映射变换关系，估计参照图像内任意一点在变形后图像内的坐标，并求取两者的位移和一阶位移梯度；
8、对求取的位移和一阶位移梯度进行迭代优化，得到最终的位移和一阶位移梯度，得到最终形变值。
9、本发明第二方面提供了混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测系统。
10、混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测系统，包括：
11、图像采集模块，被配置为：采集混凝土结构腐蚀过程表面图像；
12、特征点提取和仿射映射变换关系求解模块，被配置为：将混凝土结构变形前图像作为参照图像，采用sift算子提取参照图像和变形后图像的混凝土表面特征点，求取特征点变形前后的仿射映射变换关系；
13、位移和一阶位移梯度求取模块，被配置为：利用特征点变形前后的仿射映射变换关系，估计参照图像内任意一点在变形后图像内的坐标，并求取两者的位移和一阶位移梯度；
14、估计模块，被配置为：对求取的位移和一阶位移梯度进行迭代优化，得到优化后的位移和一阶位移梯度，得到最终形变值。
15、本发明第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法中的步骤。
16、本发明第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法中的步骤。
17、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
18、本发明提供了一种混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法及系统，利用混凝土天然纹理特征，首次提出混凝土结构钢筋锈胀损伤无散斑dic监测方法，采用尺度不变特征变换(sift)算子提取混凝土天然纹理特征，改进dic分析算法，实现全场形变测量，即便没有人工制作随机散斑，也能够得到较好的dic测量精度，解决了传统dic测量方法必须人工制作散斑的技术瓶颈。
19、本发明采用sift算子提取参照图像和变形后图像的混凝土表面特征点，求取特征点变形前后的仿射映射变换关系，估计出参照图像内任意一点在变形后图像内的坐标，并求取两者的位移和一阶位移梯度；对求取的位移和一阶位移梯度进行迭代优化，得到优化后的位移和一阶位移梯度，得到最终形变值。
20、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，其特征在于，还包括选取参照图像和变形后图像的感兴趣区域，在感兴趣区域内选取混凝土表面特征点。
3.如权利要求1所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，其特征在于，在提取到参照图像和变形后图像的混凝土表面特征点之后：
4.如权利要求3所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，其特征在于，求解如下的线性方程组，确定仿射映射变换参数a1,a2,…,a6：
5.如权利要求1所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，其特征在于，采用一阶形函数作为插值函数，求得参照图像内任意一点与其在变形后图像内坐标之间的位移(u0,v0,w0)和一阶位移梯度(ux,0,uy,0,uz,0)。
6.如权利要求5所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，其特征在于，将位移(u0,v0,w0)和一阶位移梯度(ux,0,uy,0,uz,0)作为初始值，采用ic-gn算法进行迭代分析，当cls最小时迭代终止，得到最终的位移和一阶位移梯度；
7.如权利要求1所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法，其特征在于，采用sift算子提取混凝土表面特征点，包括：
8.混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测系统，其特征在于：包括：
9.计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法中的步骤。
10.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的混凝土锈胀损伤无散斑三维dic监测方法中的步骤。
