單目視覺下振動臺試件變形位移測量方法研究.pdf

1、振動臺試驗是一種了解和研究建筑結(jié)構(gòu)物和構(gòu)筑物的抗震性能及其在地震波作用下的破壞機理的重要手段。振動臺試驗的目標是獲取目標物體特定測試點的撓度、位移、速度、加速度等運動參數(shù)，其中結(jié)構(gòu)的變形位移是試驗關(guān)注的重要數(shù)據(jù)之一。
　　本文將機器視覺技術(shù)運用于振動臺試驗中結(jié)構(gòu)試件的變形位移測量上，通過一臺攝像機拍攝固定在振動臺臺面上的結(jié)構(gòu)試件在振動臺試驗中的運動過程，經(jīng)過后續(xù)圖像分析處理獲取試件變形位移信息。這種測量方法是對傳感器測量法的一個補

2、充，從另外一種渠道力爭為振動臺試驗提供更多的數(shù)據(jù)來源。本文完成的主要工作可以概括為以下幾個方面：
　　（1）研究了機器視覺技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)位移測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。了解了將機器視覺技術(shù)應(yīng)用在振動臺試驗變形位移測量的基本理論，主要包括數(shù)字圖像的成像原理及其表現(xiàn)形式與特征、圖像用于測量工作時所涉及的坐標系、圖像預(yù)處理的相關(guān)算法、目標定位以及標定算法。
　?。?）提出了基于機器視覺技術(shù)的振動臺試驗的試件變形位移測量方法，

3、并對該方法的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)做了具體研究。其中，首先分析了普通人工標志與回光反射人工標志的性能，并設(shè)計了本文的人工標志。然后針對目標和背景粘連現(xiàn)象，采用了基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的算法進行處理，通過實驗證明該算法的處理效果較好。在人工標志點和背景完全分離的前提下，研究了人工標志點識別算法。針對試件變形過程的特點，在假設(shè)位于試件最下方兩個目標點處無變形的前提下，提出了其他六個目標點處的變形位移算法。最后，分析了本文提出的測量方法中影響測量精度的因素。<