雙目視覺下振動(dòng)臺(tái)試件變形位移測(cè)量方法研究.pdf

1、振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)是研究結(jié)構(gòu)試件抗震性能的一種重要方法，通過對(duì)振動(dòng)臺(tái)輸入不同的激勵(lì)信號(hào)，獲取結(jié)構(gòu)試件的特定測(cè)試點(diǎn)在不同激勵(lì)信號(hào)下的速度、位移等運(yùn)動(dòng)參數(shù)。其中對(duì)特定測(cè)試點(diǎn)的位移進(jìn)行相關(guān)分析，得到特定測(cè)試點(diǎn)處結(jié)構(gòu)試件的變形位移具有重要的實(shí)際意義。
　　本文將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用到振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)試件特定測(cè)試點(diǎn)處變形位移測(cè)量中，利用兩臺(tái)攝像機(jī)同步對(duì)隨振動(dòng)臺(tái)一起運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行視頻采樣，然后通過對(duì)圖像進(jìn)行相關(guān)處理與分析，基于雙目視覺測(cè)量原理及本文提

2、出的測(cè)量算法計(jì)算出結(jié)構(gòu)試件的變形位移，從一種新的渠道為振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)提供更廣泛的數(shù)據(jù)。本文研究的主要工作內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：
　　(1)為了提高結(jié)構(gòu)試件變形位移的測(cè)量精度，設(shè)計(jì)了一種用回光反射材料制作的人工圓形標(biāo)志粘貼在被測(cè)結(jié)構(gòu)試件表面，利用圖像處理相關(guān)知識(shí)對(duì)粘貼有人工圓形標(biāo)志的試件圖像進(jìn)行處理分析，通過對(duì)幾種處理方法的處理效果及處理速度的對(duì)比，從中選擇出相應(yīng)的合適算法。針對(duì)處理過程中出現(xiàn)人工標(biāo)志與背景粘連進(jìn)行了處理，消除了粘連，并利

3、用改進(jìn)的最小二乘橢圓擬合算法對(duì)人工標(biāo)志進(jìn)行了擬合定位。
　　(2)針對(duì)左右兩攝像機(jī)對(duì)應(yīng)時(shí)刻圖像中人工標(biāo)志點(diǎn)的匹配問題，采用了基于對(duì)稱性測(cè)驗(yàn)的極線約束準(zhǔn)則。對(duì)于序列圖像中人工標(biāo)志點(diǎn)的跟蹤，采用了Kalman濾波算法。
　　(3)對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定原理進(jìn)行了深入的研究分析，并利用張氏標(biāo)定法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定，在標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中不但考慮了畸變，而且對(duì)精度采取多層次細(xì)化糾錯(cuò)，完成了對(duì)攝像機(jī)的高精度標(biāo)定。另外針對(duì)本文的研究對(duì)象，在雙目視覺測(cè)量原理