基于單目視覺的振動測量研究.pdf

1、在測試技術(shù)的快速發(fā)展中，新的測試的方法不斷涌現(xiàn)，以滿足不同的工程要求?；谝曈X的振動測量方法，是測量測試領(lǐng)域快速發(fā)展起來的高新技術(shù)之一，在許多工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。視覺測量方法在原理上具有非接觸式、測量范圍寬、全場測量、不改變被測物的振動特性等諸多優(yōu)點。本文針對常規(guī)視覺測量中光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜、昂貴、匹配計算量大等問題，開展了在普通成像條件下，基于單目視覺的結(jié)構(gòu)振動測量研究，通過邊緣特征提取法和光流法得到結(jié)構(gòu)的振動信息，并對該方法進(jìn)行了實

2、驗驗證。
　　本文首先研究了視覺測量的基本原理和典型的視覺振動測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究了單目相機(jī)的離面、面內(nèi)振動成像原理，得到了相機(jī)成像平面上像素的位移與結(jié)構(gòu)振動之間的函數(shù)關(guān)系。研究了視覺測量技術(shù)相關(guān)的圖像預(yù)處理技術(shù)，包括圖像濾波、圖像增強(qiáng)和閾值分割算法。研究了邊緣提取算法和光流算法等能夠用于振動特征提取的方法，并對不同的邊緣提取算法進(jìn)行了對比研究。在此基礎(chǔ)上，提出了基于邊緣提取算法和光流算法的振動參數(shù)提取方法。論述了振動參數(shù)分析和振型

3、分析的一般方法。設(shè)計了視覺振動測量系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)、光學(xué)鏡頭、CCD相機(jī)和圖像數(shù)據(jù)采集卡等組成的硬件系統(tǒng)；并利用Visual Studio軟件和OpenCV計算機(jī)視覺庫開發(fā)了測量軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了從相機(jī)控制、圖像采集、測量參數(shù)選擇到振動參數(shù)檢測、分析、顯示、保存的功能。對懸臂梁和電機(jī)端蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了視覺振動測量分析試驗，獲得了不同振動特征提取方法下的懸臂梁和電機(jī)端蓋的振動參數(shù)，并根據(jù)模態(tài)分析理論，進(jìn)行了懸臂梁一階振型計算，通過與傳統(tǒng)加速度