CN107702787A - 基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法 - Google Patents

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黄宛昆
吴庆雄
韦建刚
陈宝春
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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Abstract

本发明提出基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，所述测量方法依次包括以下步骤；A1、选定待测目标的测量面，在测量面上固定测点标识；A2、以摄像设备对测量面的测点标识进行拍摄；A3、以视频处理软件把视频转化为带时间标识数据的图像；A4、以位移分析程序对步骤A3所得图像进行标定和滤波处理，得到机器识别图像；A5、采用与测点标识匹配的模板，以振动位移分析程序对机器识别图像的测点部位进行识别和测量，得到目标测点的时间‑空间位移测量结果；本发明能以普通摄像设备对测量面的随机振动进行测量。

Description

基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法
技术领域
本发明涉及测量领域，尤其是基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法。
背景技术
既有的利用相机测量目标测点振动位移的技术，主要利用高速相机进行动位移测量；但是由于设备携带和组装困难，测量过程中需要配置外接电源，设备成本昂贵等问题，因此无法及时地对工程中常见的随机振动进行测量，在实际应用中无法满足实用性、经济性的要求。
发明内容
本发明提出基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，能以普通摄像设备对测量面的随机振动进行测量。
本发明采用以下技术方案。
基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，所述测量方法依次包括以下步骤；
A1、选定待测目标的测量面，在测量面上固定测点标识；
A2、以摄像设备对测量面的测点标识进行拍摄；
A3、以视频处理软件把视频转化为带时间标识数据的图像；
A4、以位移分析程序对步骤A3所得图像进行标定和滤波处理，得到机器识别图像；
A5、采用与测点标识匹配的模板，以振动位移分析程序对机器识别图像的测点部位进行识别和测量，得到目标测点的时间-空间位移测量结果。
所述测量标识为绘有标定图案的标识板；所述标识板平置于测量面上；当对选定测量面进行空间位移测量时，所述摄像设备数量为两个以上；当对选定测量面进行平面位移测量时，所述摄像设备数量为一个。
当固定标识板时，所述标识板到摄像设备的间距为测量作业的预设距离。
当对选定测量面进行空间位移测量时，所述摄像设备数量为两个以上，以不同的拍摄角度进行拍摄；当对选定测量面进行平面位移测量时，所述摄像设备数量为一个，以垂直于测量面的拍摄角度进行拍摄。
所述摄像设备固定于稳固摄像平台处。
所述计算机软件为基于LabVIEW平台自主开发的振动位移分析程序。
所述视频处理软件包括kmplayer。
所述摄像设备为便携式摄像设备，摄像设备的录制分辨率不低于1080P。
所述标识板上至少绘有一个以上的可被计算机识别的特征标识。
本发明中，所述测量标识为绘有标定图案的标识板；所述标识板平置于测量面上；当对选定测量面进行空间位移测量时，所述摄像设备数量为两个以上；当对选定测量面进行平面位移测量时，所述摄像设备数量为一个；该设计通过对测量面的标识，降低了对拍摄设备的要求，辅以计算机软件对拍摄图案进行分板即可算出测量面的振动位移，使得本发明能采用支持高清拍摄或4K以上级拍摄的民用设备进行振动测量。
本发明中，当固定标识板时，所述标识板到摄像设备的间距为测量作业的预设距离，该设计仿照了双目视觉原理，以计算机软件可以识别出拍摄点距离测量面的变化，当采用支持高清拍摄或4K以上级拍摄的民用设备时，即可测量振动面的前后振动位移。
由于民用摄像设备的进步，现在民用摄像设备已具备高帧数流畅拍摄全高清或4K以上清晰度视频的能力，并能从高清视频中高速解码高清图案，本发明通过以计算机软件分析高清图案来测量振动，使得本发明能以民用设备进行工程振动测量，在保证准确测量目标测点空间振动位移的前提下，可以及时准确地测量工程中常见的随机振动位移，所用设备价格低廉，携带和组装方便，易于使用和推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明拍摄时的示意图；
附图2是本发明的流程示意图；
图中：1-摄像设备；2-摄像平台；4-测量标识（标识板）；5-测量面。
具体实施方式
如图1-2所示，基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，所述测量方法依次包括以下步骤；
A1、选定待测目标的测量面，在测量面上固定测点标识；
A2、以摄像设备1对测量面5的测点标识4进行拍摄；
A3、以视频处理软件把视频转化为带时间标识数据的图像；
A4、以位移分析程序对步骤A3所得图像进行标定和滤波处理，得到机器识别图像；
A5、采用与测点标识匹配的模板，以振动位移分析程序对机器识别图像的测点部位进行识别和测量，得到目标测点的时间-空间位移测量结果。
所述测量标识为绘有标定图案的标识板；所述标识板平置于测量面上；当对选定测量面进行空间位移测量时，所述摄像设备数量为两个以上；当对选定测量面进行平面位移测量时，所述摄像设备数量为一个。
当固定标识板时，所述标识板到摄像设备的间距为测量作业的预设距离。
当对选定测量面进行空间位移测量时，所述摄像设备数量为两个以上，以不同的拍摄角度进行拍摄；当对选定测量面进行平面位移测量时，所述摄像设备数量为一个，以垂直于测量面的拍摄角度进行拍摄。
所述摄像设备固定于稳固摄像平台2处。
所述计算机软件为基于LabVIEW平台自主开发的振动位移分析程序。
所述视频处理软件包括kmplayer。
所述摄像设备为便携式摄像设备，摄像设备的录制分辨率不低于1080P。
所述标识板上至少绘有一个以上的可被计算机识别的特征标识。
实施例：
在被测物体测量面目标测点黏贴标识板4，DV固定于三脚架上，对目标测量面的振动进行拍摄。利用视频播放软件Kmplayer将视频转化为一系列的图像，采用动位移分析程序对图像中两目标测点部位的动位移进行分析、输出和保存。
在拍摄过程中，首先获取测量面的静态图像，再拍摄测量面振动状态下的图像。
本例中，标识板上至少绘有一个以上的可被计算机识别的特征标识，在拍摄时，特征标识占据拍摄取景框内视野的10%以上。

Claims (9)

1.基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：所述测量方法依次包括以下步骤；
A1、选定待测目标的测量面，在测量面上固定测点标识；
A2、以摄像设备对测量面的测点标识进行拍摄；
A3、以视频处理软件把视频转化为带时间标识数据的图像；
A4、以位移分析程序对步骤A3所得图像进行标定和滤波处理，得到机器识别图像；
A5、采用与测点标识匹配的模板，以振动位移分析程序对机器识别图像的测点部位进行识别和测量，得到目标测点的时间-空间位移测量结果。
2.根据权利要求1所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：所述测量标识为绘有标定图案的标识板；所述标识板平置于测量面上；当对选定测量面进行空间位移测量时，所述摄像设备数量为两个以上；当对选定测量面进行平面位移测量时，所述摄像设备数量为一个。
3.根据权利要求2所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：当固定标识板时，所述标识板到摄像设备的间距为测量作业的预设距离。
4.根据权利要求3所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：当对选定测量面进行空间位移测量时，所述摄像设备数量为两个以上，以不同的拍摄角度进行拍摄；当对选定测量面进行平面位移测量时，所述摄像设备数量为一个，以垂直于测量面的拍摄角度进行拍摄。
5.根据权利要求4所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：所述摄像设备固定于稳固摄像平台处。
6.根据权利要求1所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：所述计算机软件为基于LabVIEW平台自主开发的振动位移分析程序。
7.根据权利要求1所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：所述视频处理软件包括kmplayer。
8.根据权利要求1所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：所述摄像设备为便携式摄像设备，摄像设备的录制分辨率不低于1080P。
9.根据权利要求1所述的基于普通摄像设备的可视化振动位移四维测量方法，其特征在于：所述标识板上至少绘有一个以上的可被计算机识别的特征标识。
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