單目視覺下振動(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(jī)理的重要手段。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的目標(biāo)是獲取目標(biāo)物體特定測(cè)試點(diǎn)的撓度、位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，其中結(jié)構(gòu)的變形位移是試驗(yàn)關(guān)注的重要數(shù)據(jù)之一。
　　本文將機(jī)器視覺技術(shù)運(yùn)用于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)試件的變形位移測(cè)量上，通過一臺(tái)攝像機(jī)拍攝固定在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上的結(jié)構(gòu)試件在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)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(cè)量方法是對(duì)傳感器測(cè)量法的一個(gè)補(bǔ)

2、充，從另外一種渠道力爭(zhēng)為振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)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(gè)方面：
　　（1）研究了機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)。了解了將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)變形位移測(cè)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(cè)量工作時(shí)所涉及的坐標(biāo)系、圖像預(yù)處理的相關(guān)算法、目標(biāo)定位以及標(biāo)定算法。
　?。?）提出了基于機(jī)器視覺技術(shù)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的試件變形位移測(cè)量方法，

3、并對(duì)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(biāo)志與回光反射人工標(biāo)志的性能，并設(shè)計(jì)了本文的人工標(biāo)志。然后針對(duì)目標(biāo)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(jìn)行處理，通過實(shí)驗(yàn)證明該算法的處理效果較好。在人工標(biāo)志點(diǎn)和背景完全分離的前提下，研究了人工標(biāo)志點(diǎn)識(shí)別算法。針對(duì)試件變形過程的特點(diǎn)，在假設(shè)位于試件最下方兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處無變形的前提下，提出了其他六個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處的變形位移算法。最后，分析了本文提出的測(cè)量方法中影響測(cè)量精度的因素。<