基于機(jī)器視覺(jué)的柔性體振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、大型柔性結(jié)構(gòu)體在工業(yè)和民用生活領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。柔性結(jié)構(gòu)體因?yàn)楣逃械膹椥宰饔?，不可避免的?huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，然而這些振動(dòng)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性能、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和使用壽命造成嚴(yán)重的損害。為此，本文提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的非接觸測(cè)量方法，它可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)振動(dòng)的同步測(cè)量，也可以很好的解決測(cè)量的跨度大、測(cè)量環(huán)境危險(xiǎn)、測(cè)量點(diǎn)多和測(cè)量傳感器布置不方便等問(wèn)題，是一種快速便捷的振動(dòng)測(cè)量手段，有很好的實(shí)用性。
　　首先，本文分析了目前研究現(xiàn)狀并總結(jié)了存在的研究問(wèn)

2、題，提出了基于單目機(jī)器視覺(jué)的柔性體振動(dòng)測(cè)量解決方案，搭建了實(shí)驗(yàn)所需要的機(jī)器視覺(jué)振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，選用張正友的相機(jī)標(biāo)定方法作為相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的主要提取方法。另外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的實(shí)際情況，本文又設(shè)計(jì)了激光測(cè)距的標(biāo)定方法和已知參照物尺寸的直接標(biāo)定方法。
　　在圖像的預(yù)處理部分，本文選用快速中值濾波算法濾除圖像噪聲，并且采用ROI技術(shù)來(lái)降低圖像運(yùn)算冗余。在測(cè)量前，采用Hough直線提取算法提取了圖像中標(biāo)志性直線作為輔助線建立參考坐標(biāo)。在圖像處理

3、算法部分，將目標(biāo)振動(dòng)跟蹤分為目標(biāo)的特征檢測(cè)和目標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤算法兩個(gè)方向進(jìn)行研究?？紤]到跟蹤環(huán)境和目標(biāo)的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)了OSTU閾值、SURF描述子和Meanshift三種特征檢測(cè)跟蹤算法。在動(dòng)態(tài)跟蹤算法部分，為了解決目標(biāo)跟蹤丟失、相機(jī)平臺(tái)振動(dòng)的干擾和多目標(biāo)同步測(cè)量問(wèn)題，在跟蹤算法中增加卡爾曼動(dòng)態(tài)濾波方法，并設(shè)計(jì)了多特征融合目標(biāo)跟蹤算法。利用Opencv開(kāi)源視覺(jué)框架完成相機(jī)標(biāo)定算法、圖像處理算法和振動(dòng)分析軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在VS2013編程平臺(tái)