【技术实现步骤摘要】
一种基于数字图像衍射确定物体位移量及方向的方法
本专利技术属于工程测量领域，涉及工程测量领域的物体变形方向确定方法，更具体地，涉及一种基于数字图像衍射的确定物体位移方向的方法。
技术介绍
大型工程结构，如桥梁、输电塔架及隧道等的变形测量或监测是目前面临的重大技术课题。这些大型工程结构尺寸大，环境恶劣，人员携带测量仪器进行测量难度大且危险。图像视觉系统的出现为解决这一测量问题提出了一种可行的途径。用数字图像测量大型结构的变形方法具有远距离、无损、全场、自动化程度高、数据传输快等特点。但是，现有的方法在获得物体位移量后，往往无法同时确定物体移动的方向。针对上述问题，传统的方法是在计算物体位移量前预先添加一个已知方向的位移量，最后得到物体移动方向后再减去预先添加的位移量，从而得到物体位移的方向和数值。但是这种方法操作繁琐，对操作人员要求较高，不利于推广应用。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种新的物体位移方向判别方法，其目的在于，通过在无需接触构件，不对构件造成破坏的前提下，采用图像处理技术分析物体变形，同时确定物体位移的方向，从而使数字图...
【技术保护点】
1.一种基于数字图像衍射确定物体位移量及方向的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在同一位置拍摄同一物体变形前后的两幅图像，且该两幅图像至少包括该物体的一个相同部分；2)在所述两幅图像中同一物体相同部分的区域内分别随机选取一个正方形的分析区域，该两个分析区域的形状和包含的像素数量均相同，并且该两个区域在各自所属图像中像素的起始坐标和像素的终点坐标也分别相同，并对该两个分析区域进行快速傅立叶变换；3)将变形后的图像快速傅立叶变换结果乘上一个变量，产生一个特定相移量，并与变形前图像的快速傅立叶变换结果相加，并将相加得到的结果共轭相乘；因为变形后的图像和变形前的图像在小区域内可认...
【技术特征摘要】
1.一种基于数字图像衍射确定物体位移量及方向的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在同一位置拍摄同一物体变形前后的两幅图像，且该两幅图像至少包括该物体的一个相同部分；2)在所述两幅图像中同一物体相同部分的区域内分别随机选取一个正方形的分析区域，该两个分析区域的形状和包含的像素数量均相同，并且该两个区域在各自所属图像中像素的起始坐标和像素的终点坐标也分别相同，并对该两个分析区域进行快速傅立叶变换；3)将变形后的图像快速傅立叶变换结果乘上一个变量，产生一个特定相移量，并与变形前图像的快速傅立叶变换结果相加，并将相加得到的结果共轭相乘；因为变形后的图像和变形前的图像在小区域内可认为是平移的关系，所以共轭相乘之后得到的是一个关于变形前图像以及位移的三角函数；4)通过改变步骤3中的变量值，得到四个关于变形前图像以及位移的三角函数；5)根据步骤4得到的四个函数得到关于变形量dx和dy的正弦三角函数和余弦三角函数；6)对余弦三角函数和正弦三角函数分别进行离散傅立叶变换，将余弦三角函数变换结果加上正弦三角函数变换结果与虚数j的乘积，即可得到只有一个峰值点的脉冲函数W(x,y)，图像原点到该脉冲函数的最高脉冲值对应的点的位置的方向就是所求位移量的方向；最高脉冲值对应的点的位置坐标值即相应坐标轴方向的位移量。2.如权利要求1所述的一种基于数字图像衍射确定物体位移量及方向的方法，其特征在于，步骤6中：式中，W1(x,y)是余弦三角函数进行离散傅立叶变换的结果，W2(x,y)是正弦三角函数进行离散傅立叶变换的结果，M是选取的所述正方形分析区域的x、y方向的像素数量，x和y分别为图像空间区域内的坐标，其单位为像素，dx和dy分别是变形造成的x，y方向的位移量，u，v分别是第一次傅里叶变换后的坐标单位，j为虚数单位，δ(x)为狄拉克函数，e为自然对数；物体在X方向和Y方向的位移量分别为x＝dx和y＝dy，当dx为正数时，物体在X方向的移动方向为正方向，当dx为负数时，物体在X方向的移动方向为负方向；当dy为正数时，物体在Y方向的移动方向为正方向，当dy为负数时，物体在Y方向的移动方向为负方向。3.如权利要求1或2所述的一种基于数字图像衍射确定物体位移量及方向的方法，其特征在于，步骤3中，分别对两个分析区域内像素点的灰度值进行快速离散傅立叶变换，得到表示物体变形前的第一变换结果和表示物体变形后的第二变换结果，第...
【专利技术属性】
技术研发人员：何玉明，杨凯，杨唯笠，韩世豪，雷烨，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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