本文選題：機(jī)器視覺(jué)技術(shù) + 人工標(biāo)志　； 參考：《蘭州理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：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(guò)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(jué)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(guò)對(duì)圖像進(jìn)行相關(guān)處理與分析,基于雙目視覺(jué)測(cè)量原理及本文提出的測(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(guò)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(guò)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(wèn)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(jué)測(cè)量原理基礎(chǔ)上提出了自己的測(cè)量算法,并對(duì)振動(dòng)臺(tái)在固定位移信號(hào)下試件的位移和正弦波信號(hào)激勵(lì)下試件的變形位移進(jìn)行了測(cè)量,由測(cè)量結(jié)果可知符合客觀事實(shí)。
[Abstract]:Shaking table test is an important method to study the seismic behavior of structural specimens. By inputting different excitation signals to the shaking table, the motion parameters such as velocity and displacement of specific test points of structural specimens under different excitation signals are obtained. Among them, it is of great practical significance to analyze the displacement of specific test points, and to obtain the deformation displacement of structural specimens at specific test points. In this paper, the machine vision technology is applied to the deformation displacement measurement at the specific test point of the structural specimen in the shaking table test. Two cameras are used to synchronize the video sampling of the structural specimen moving with the shaking table. Based on the principle of binocular vision measurement and the measurement algorithm proposed in this paper, the deformation displacement of the structural specimen is calculated, which provides more extensive data for the shaking table test from a new channel. In order to improve the measuring accuracy of deformation displacement of structural specimens, a kind of artificial circular mark made of backlight reflection material has been designed and pasted on the surface of tested structural specimens. The image with artificial circular sign is processed and analyzed by using the relevant knowledge of image processing. By comparing the processing effect and processing speed of several processing methods, the appropriate algorithm is selected. In view of the artificial marks and background adhesions occurred in the process of processing, the adhesions were eliminated. The improved least square ellipse fitting algorithm is used to locate the artificial mark. (2) aiming at the matching problem of the artificial mark points in the image of the left and right cameras corresponding to the time, the pole line constraint criterion based on symmetry test is adopted. For the tracking of artificial mark points in the sequence image, the principle of camera calibration is deeply studied and analyzed by using Kalman filter algorithm. The camera calibration method is used to calibrate the camera. The distortion is not only considered in the calibration experiment, but also discussed in this paper. Furthermore, the precision of the camera is calibrated by multi-level refinement and error correction. In addition, based on the binocular vision measurement principle, the measurement algorithm is put forward, and the displacement of the specimen under the fixed displacement signal and the deformation displacement of the specimen excited by the sine wave signal are measured. From the measurement results, we can see the objective facts.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TB534.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1979701