当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

基于机器视觉技术的单点多目标结构位移监测


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于机器视觉技术的单点多目标结构位移监 测 作者:张小明等 来源:《中国建筑科学》2015 年第 04 期 摘 要:基于机器视觉的动态位移监测技术,由于其具有的非接触、实时性、远距离、便 携性等优点近年来得到了较快发展。本文提出了一种基于机器视觉技术的单点多目标结构位移 监测方法,详细阐述了基于数字图像处理技术的模板

匹配算法和多目标位移计算方法。采用工 业数码相机和高倍变焦镜头,利用图像化编程语言 LabVIEW 开发了单点多目标位移监测系 统,并对该系统进行了试验研究。研究结果表明,基于机器视觉技术的单点多目标结构位移监 测方法现实可行,适用于大型结构的同步多点振动或转动位移监测。 关键词:结构健康监测;机器视觉;模板匹配;LabVIEW;单点多目标 中图分类号:TU198+.3 文献标识码:A 0.引言 结构健康监测已经成为土木工程领域重要的研究课题之一。结构的实时动态变形、振动或 转动位移监测是结构健康监测和故障诊断监测中重要的研究内容,也是分析工程结构力学特性 的一个基本物理参数。基于机器视觉技术的新兴结构位移监测方法因其具有的远距离、非接 触、实时性等优点近年来在国内外得到了较快发展[1-2]。Li 等[3]提出了基于图像运动模糊算 法的机器视觉方法用于测量结构振动振幅,并对单个被测物体进行试验研究验证该方法的可行 性。Lee 等[4]基于数字图像处理技术并利用商业相机构建了基于机器视觉的转动角度测量系 统,在实验室测试中测量误差可达到 1.0%。Fukuda 等[5]基于鲁棒性物体搜寻算法研发机器视 觉位移测量系统,对 Vincent Thomas 大桥的结构位移进行测量,并与线性可变差动变压器 (LVDT, linear variable differential transformer)位移测量系统进行同步测量,两者的测量结 果保持很好的一致性。 以上研究和应用都是基于单目视觉单目标(简称单点单目标)的结构位移监测,即单点视 觉只能监测单个目标,而不能同时实现单点多目标的实时监测。基于此,本文提出了基于数字 图像处理技术的位移计算方法,描述了模板匹配算法对测量目标点的准确定位,研发了基于机 器视觉技术的单点多目标结构位移监测系统。通过试验研究验证了本文提出的方法以及系统的 可行性,从而提高了机器视觉技术在结构健康监测中的功效并节约了应用成本。 1.模板匹配算法 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于机器视觉的位移监测系统的理论核心是数字图像处理技术中的模板匹配算法,而模板 匹配算法的数学理论核心是相关运算。因此,模板匹配算法又可称为相关匹配算法[6]。 1.1 相关运算 从信号角度来分析,相关表示两个信号或一个信号自身不同时刻的相关程度。两个一维连 续时间信号 w(t)与 f(t)的相关运算由下面的积分所定义,即: 式中 w(n),f(n)表示两个离散时间信号函数,x 表示位移量。 随着计算机技术的不断进步,以计算机为平台的数字信号处理得到越来越广泛的应用。图 像处理技术以数字信号处理为背景,数字图像处理技术中的模板匹配算法源于数字信号处理的 相关(或卷积)运算。 1.2 数字图像的相关匹配算法 二维数字图像本质上是一种二维离散时间信号,由式(3)可以得到二维数字图像的相关 运算表达式为: 式中,w 和 f 表示两幅数字图像,且设其尺寸大小分别为 M× N 和 m× n,(x,y)表示图 像 w 的中心点在平面坐标系中的位置坐标,假设 m

相关文章:
基于机器视觉的产品检测技术研究文献综述
基于机器视觉的产品识别检测技术研究 摘要:机器视觉检测系统采用 CCD 照相机将被检测的目标转换 成图像信号,传送给图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信 息,...
多目标跟踪数据关联方法综述
运动目标检测多目标跟踪、 目标行为分析等主要模块...单帧数据 关联和多帧数据关联; 量测与航迹的关联...机器视觉、图像处理、人工智能、模式识别等多学科的 ...
交通事件检测技术
3.3 交通事件视频检测系统的结构框架主要包括摄像机...由于交通事件视频检测系统是基于数字图像的多目标跟踪...而目前多目标跟踪和多目标识别的机器视觉技术发展还未...
多目标人脸检测方法研究
多目标人脸检测技术在生 摘要随着信息技术的飞速发展,人脸检测是计算机机器视觉的...其次基于灰度统计和面部结构的分布规律进行人脸的特征点定 位,包含眼睛、鼻子及...
107551401209 郭政
管理学等多个 学科的支持,因此其关键技术也是从属于...另一方面,以油藏等地下地质目标为着眼点的“透明...工业零件形状尺寸的机器视觉检测系统的研究[D]. ...
多目标跟踪综述
多目标跟踪技术都有着十分广泛的应用,如控 制预警...这部分要解决的问题是:从连续 观测得到的像点中...机器视觉、图像处理、人工智能、模式识别等 多学科的...
基于视频技术的直接交通事件检测
交通事件视频检测技术应用 交通事件视频检测系统结构 ...2、由于交通事件视频检测系统是基于数字图像的多目标...而目前 多目标跟踪和多目标识别的机器视觉技术发展还...
视频目标检测与跟踪算法综述
引言运动目标的检测与跟踪是机器视觉领域的核心课题之...帧中象素点 (x,y)的象素值,则这两帧图像的差值...基于无参方法的背景差法主要分为四个步骤:1、 ...
开题报告家居安防
系统的网络结构主要是一 种单功能、单向的信息采集...机器视觉、图像处理、模式识别、人工智能等多学 科...运动目标检测、分割、识别与跟踪是视频监控中研 究...
更多相关标签:
视觉位移传感器 | 视觉位移 | 位移监测报警仪 | 顶板位移监测报警仪 | 水平位移监测 | 水平位移监测方法 | 深层水平位移监测 | 深层土体水平位移监测 |