一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法，首先将能够产生两条互相垂直的激光束的激光器固于空间直线振动发生装置平台的中心位置，且保证激光器所产生的两束激光在振动发生装置前方的激光接收面板上形成两枚圆形光斑；利用机器视觉方法对相机进行标定，并且针对激光接收面板上的图像特征对两枚光斑所在区域快速定位，通过可靠地阈值分割算法分离光斑区域中的有效光斑信息点和背景噪声信息点；通过对每帧图像的光斑信息点进行拟合解算得到光斑中心位置，从而获得空间直线振动发生装置所产生的空间直线振动信息。该方法仅需一台相机配合一台激光器和激光接收面板即可完成空间空间直线振动信息的测量，具有高效、简便等优势。简便等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法


[0001]本专利技术属于振动测试领域，更为具体地讲，尤其涉及一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法。

技术介绍

[0002]振动是自然界的普遍现象，在建筑、航天等重要领域需要对设施及设备振动情况进行监测，防止由于振动疲劳所导致的设备结构损毁情况的发生。空间的振动情况可在空间坐标系表示为三个互相垂直方向上的直线振动，传统的振动监测常利用三轴向振动传感器进行空间振动监测，然而传感器由于内部敏感元件老化，需要对其进行周期性地校准以保证其测量结果的有效性，但传感器在布置后很难进行周期性校准工作，从而无法保证其长期工作地准确性；利用光学设备例如激光测振仪也可对空间振动进行测量，但是激光装置对环境要求高，仅能在实验室进行测量，且激光装置的成本高。

技术实现思路

[0003]针对传统振动监测方法存在的测量不准缺、监测位置固定等不足，本专利技术提供一种基于机器视觉的简便、灵活、成本低的空间振动测量方法，可以大幅减少传统振动监测的传感器布置数量，对任意位置的空间振动信息进行测量，具体包括以下步骤：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法，其特征在于：所述测量方法包括以下步骤，S1:将激光器固于空间直线振动发生装置平台的中心位置，且保证固定于平台上的激光器将其发出的两条互相垂直的激光束在振动发生装置前方的激光接收面板上形成两枚圆形光斑；S2:将相机固定于激光接收面板后方，利用相机标定确定激光接收面板坐标系和相机像素坐标系的转换关系，相机采集两枚光斑的运动序列图像；S3:对图像进行均值滤波，寻找图像灰度最大值处，对光斑所在区域进行快速定位，确定图像的感兴趣区域，通过阈值分割算法分离光斑区域中的有效光斑信息点和背景噪声信息点；S4:通过对每帧图像中的两枚光斑有效信息点进行高斯拟合得到光斑中心位置的变化信息，解算得到空间直线振动发生装置的振动信息。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法，其特征在于：将激光器水平固定于空间直线振动发生装置平台中心，以平台中心O为原点建立空间直线振动发生装置的坐标系O
‑
XYZ，同时以两束激光射线A和B及其构成的面的法线C建立激光器坐标系O
‑
ABC，空间直线振动发生装置的运动信息通过激光光束映射至激光接收面板上，在激光接收面板上呈现两个圆形激光光斑；然后，通过控制空间直线振动发生装置运动平台分别沿其X轴、Y轴及Z轴产生不同频率及幅值的空间直线振动。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法，其特征在于：在激光接收面板后方固定用于拍摄两枚光斑的相机；首先，利用相机标定方法得到光斑所在平面的坐标系与相机像素坐标的转化关系H矩阵后，采集j帧光斑运动图像F
j
(x,y)；其中，参数h
11
,h
12
,h
13
,h
21
,h
22
,h
23
,h
31
,h
32
,h
33
共同表达了相机的内参和外参。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的空间直线振动测量方法，其特征在于：创建5*5的均值滤波卷积核g(x,y)，对所采集的j帧光斑运动图像F
j
(x,y)逐一与g(x,y)进行卷积，得到处理后的j帧光斑运动图像M
j
(x,y)，在M
j
(x,y)中寻找每一帧的灰度最大值点，确定其为第j帧的光斑所在位置，扩充以该点为中心的20*20区域为第j帧的感兴趣区域R，利用最大类间方差...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，刘文峰，蔡晨光，刘志华，黄海辉，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：