基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，包括步骤：首先，获取圆柱简支梁的多幅图像数据，多幅图像数据包括参考图像和检测图像；然后，选择参考图像中圆柱简支梁的检测位置划分ROI区域，ROI区域在多幅图像数据的位置相同；其次，在ROI区域划分参考线，在参考图像中选择参考线与圆柱简支梁的边缘线的交点作为跟踪点；最后，根据检测图像中跟踪点相对于参考图像中跟踪点的像素距离，计算得到圆柱简支梁端部的振动位移。可实现无明显跟踪点的圆柱形梁任意位置的非接触、无目标测量，检测过程中不影响设备正常使用，缩短了检测时间，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法


[0001]本专利技术涉及支梁端部横向振动测量
，尤其是涉及一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法。

技术介绍

[0002]圆柱形状的结构相比于其他形状结构具有更高的稳定性和可靠性，被广泛应用于大型高耸类结构设施的承重部位。比如我国近几年大力发展的风力发电机的圆锥形钢塔架，大型结构的支撑住、过山车的轨道以及立柱等均采用圆柱形。大型高耸类设施具有容易受到动载荷和外界风载荷等影响，容易产生局部变形和振动。随着近几年大型塔架类设备向更高大发展，这种局部变形和振动更加明显。很多事故是由于支撑结构的变形和振动没有被及时发现造成的。为减少设备事故发生，减少经济损失，各种各样的结构变形和振动监测仪器被研制出。
[0003]目前结构振动测量方法按信号拾取方式可分为两大类，即接触测量法和非接触测量法。接触测量法是把在转轴上安装转动传感器，直接对转动情况进行测量。接触测量需要设备停机，并在设备上安装设备，布线等操作，操作不够简便。传感器安装过程影响设备正常使用。非接触测量主要是全站仪和其他光学设备，与接触测量相比具有较好的便捷性，但仍然存在有适应性差、测量精度低等问题。近几年发展起来的计算机视觉测量技术是一种非接触测量方式，具有，非接触、范围广、适应性强、经济性好等特点，倍受研究人员和用户的关注。计算机视觉测量技术主要包括相机标定、ROI区域(感兴趣区域)选取、图像跟踪以及距离转换等。传统的计算机视觉测量技术图像跟踪过程一般采用在被测点粘贴标靶或者利用设备原有的结构作为观测点，利用图像匹配技术进行观测点跟踪。对于位置高、表面没有明显观测点的圆柱形结构测量过程中粘贴标靶危险性大或者使用结构自有位置观测难以达到较好的测量结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，解决现有技术中对于位置高、表面没有明显观测点的圆柱形结构的测量效果较差的技术问题。
[0005]为达到上述技术目的，第一方面，本专利技术的技术方案提供一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，包括以下步骤：
[0006]获取圆柱简支梁的多幅图像数据，所述多幅图像数据包括参考图像和检测图像；
[0007]选择所述参考图像中所述圆柱简支梁的检测位置划分ROI区域，所述ROI区域在所述多幅图像数据的位置相同；
[0008]在所述ROI区域划分参考线，在所述参考图像中选择所述参考线与所述圆柱简支梁的边缘线的交点作为跟踪点；
[0009]根据所述检测图像中所述跟踪点相对于所述参考图像中所述跟踪点的像素距离，
计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移。
[0010]与现有技术相比，本专利技术提供的基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法的有益效果包括：
[0011]基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法包括步骤：首先，获取圆柱简支梁的多幅图像数据，所述多幅图像数据包括参考图像和检测图像；然后，选择所述参考图像中所述圆柱简支梁的检测位置划分ROI区域，所述ROI区域在所述多幅图像数据的位置相同；其次，在所述ROI区域划分参考线，在所述参考图像中选择所述参考线与所述圆柱简支梁的边缘线的交点作为跟踪点；最后，根据所述检测图像中所述跟踪点相对于所述参考图像中所述跟踪点的像素距离，计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移。本专利技术提供的基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法解决了相关技术中需要在观测位置粘贴标靶或者喷涂散斑的问题，可实现无明显跟踪点的圆柱形梁任意位置的非接触、无目标测量，检测过程中不影响设备正常使用，缩短了检测时间，提高了工作效率。根据简支梁端部振动的几何关系，计算连续跟踪点的位移就是简支梁端部结构的振动位移，具有很好的实用价值。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，对所述ROI区域进行网格划分，选择所述ROI区域的中位线作为所述参考线。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述获取圆柱简支梁的多幅图像数据，包括步骤；
[0014]将图像采集设备设置于预设点位，通过所述图像采集设备对所述圆柱简支梁进行拍摄获得连续的所述多幅图像数据。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述图像采集设备的拍摄角度与所述圆柱简支梁的振动平面垂直。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移，包括步骤：
[0017]计算实际距离与像素距离的尺度因子；
[0018]根据所述像素距离和所述尺度因子计算得到所述检测图像中所述跟踪点相对于所述参考图像中所述跟踪点的实际距离；
[0019]根据所述实际距离、所述跟踪点到所述圆柱简支梁底部的距离和所述圆柱简支梁的长度计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述计算实际距离与像素距离的尺度因子，包括步骤：
[0021]通过激光测距仪测量得到所述预设点位到所述跟踪点之间的距离和俯仰角；
[0022]根据所述预设点位到所述跟踪点之间的距离和俯仰角计算得到所述尺度因子。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，在所述参考图像中选择所述参考线与所述圆柱简支梁的边缘线的交点作为跟踪点之前，包括步骤：
[0024]使用图像识别算法对所述参考图像中的所述圆柱简支梁进行图像识别处理，得到所述圆柱简支梁的所述边缘线。
[0025]第二方面，本专利技术的技术方案提供一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量系统，包括：
[0026]图像采集设备，设置于预设点位，用于获取所述圆柱简支梁的图像数据；
[0027]图像识别模块，与所述图像采集设备通信连接，所述图像识别模块用于对所述圆
柱简支梁的图像数据进行图像识别处理；
[0028]ROI区域处理模块，与所述图像采集设备通信连接，所述ROI区域处理模块用于在圆柱简支梁的图像数据划分ROI区域并标注出跟踪点；
[0029]位移计算模块，与所述ROI区域处理模块通信连接，所述位移计算模块用于根据所述跟踪点的像素位移计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移。
[0030]第三方面，本专利技术的技术方案提供一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量系统，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面中任意一项所述的基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法。
[0031]第四方面，本专利技术的技术方案提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面中任意一项所述的基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法。
[0032]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：获取圆柱简支梁的多幅图像数据，所述多幅图像数据包括参考图像和检测图像；选择所述参考图像中所述圆柱简支梁的检测位置划分ROI区域，所述ROI区域在所述多幅图像数据的位置相同；在所述ROI区域划分参考线，在所述参考图像中选择所述参考线与所述圆柱简支梁的边缘线的交点作为跟踪点；根据所述检测图像中所述跟踪点相对于所述参考图像中所述跟踪点的像素距离，计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移。2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，其特征在于，对所述ROI区域进行网格划分，选择所述ROI区域的中位线作为所述参考线。3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，其特征在于，所述获取圆柱简支梁的多幅图像数据，包括步骤；将图像采集设备设置于预设点位，通过所述图像采集设备对所述圆柱简支梁进行拍摄获得连续的所述多幅图像数据。4.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，其特征在于，所述图像采集设备的拍摄角度与所述圆柱简支梁的振动平面垂直。5.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的测量方法，其特征在于，所述计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移，包括步骤：计算实际距离与像素距离的尺度因子；根据所述像素距离和所述尺度因子计算得到所述检测图像中所述跟踪点相对于所述参考图像中所述跟踪点的实际距离；根据所述实际距离、所述跟踪点到所述圆柱简支梁底部的距离和所述圆柱简支梁的长度计算得到所述圆柱简支梁端部的振动位移。6.根据权利要求5所述的一种基于计算机视觉的圆柱简支梁端部横向振动的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵章焰，于宗营，温梦珂，袁博，陈帅杰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：