（1）实验原理
1. 基于计算机视觉的位移监测方法 （1）模版匹配算法 数字图像处理过程中，模板匹配是指预先选定一个模板（图像）并与包含有目标点的原始图像进行相关运算，根据相关运算结果确定目标点在原始图像中的位置。其中，预先选定好的模板为包含有目标点或目标点特征的区域图像（典型地为一个较小的矩形区域图像）。模板与原始图像的相关运算需要模板中的每一个像素访问原始图像中的每一个像素，相当于模板“游走”于原始图像的每一个位置，“游走”的每一步相关运算结果则是模板与原始图像重叠部分像素的灰度值乘积之和。当相关运算结果出现最大值时，表明模板和原始图像达到最佳匹配，而最佳匹配的位置则表示目标点在原始图像中的位置。 （2）基于灰度相关的模板匹配算法 利用基于灰度模板匹配算法的位移监测方法获取结构上预设目标点的位移，需要用空间位置固定的数字相机去获取含有预设目标的灰度图像。首先，在第一帧图像中，所有包含预设的被测目标都会以“模板”的形式抽取出来，这个模板是图像中包含被测目标一个子集。模板匹配的过程就是在数码相机拍摄到的后续图像中用预设的模板去搜索目标在该图像中的位置。搜索过程一般是将模板从图像的左上角向右逐行进行扫描，直到找到最佳匹配位置。扫描过程中模板与图像重合的位置会进行二维图像相关运算，得到一个相关系数（或称为匹配得分）。当相关系数达到最大值时，认为在图像中找到了目标的最佳匹配位置。 2. 频谱分析 频谱分析是一种将复杂信号分解为较简单信号的技术。许多物理信号均可以表示为许多不同频率简单信号的和。找出一个信号在不同频率下的信息（如振幅、功率、强度或相位等）的做法即为频谱分析。分解出来的频率称作结构的基频，是结构本身固有的属性，当发生较大的损伤时，结构的基频会发生变化，在频率分析的时候可以看到频谱图出现较大差异。
知识点：共2 个
1. 模板匹配算法
2. 频谱分析
（2）核心要素仿真设计（对系统或对象的仿真模型体现的客观结构、功能及其运动规律的实验场景进行如实描述，限500字以内）
1.计算机视觉桥梁位移监测软件界面和操作与实际相符，软件内涉及的标定、监测，均与在实际进行桥梁位移监测的界面相一致；
2.虚拟仿真监测实验所采用的三脚架、桌子、电脑、工业相机和网线，模型外观与功能均与实际相一致。工业相机上的通光旋钮能对拍摄的进光量进行调节，进而调整图片亮暗程度；调距旋钮能调整镜头到感光元件的距离，进而对清晰度进行调节；
3.待监测桥梁取自现实中真实存在的桥梁，实验展示的监测结果取自对该桥进行实际监测的结果，能保证虚拟仿真实验结果的合理性。