浅谈图像处理技术在结构应变测量中的应用

《浅谈图像处理技术在结构应变测量中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号2005612400050学校代码10487密级硕士学位论文图像处理技术在结构应变测量中的应用学位申请人：蒋帮云学科专业：结构工程指导教师：赵文光教授答辩日期：2007.6AThesisSubmittedinFullyFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringApplicationofDigitalImageProcessinginStrainMeasurementofStructureCandidate:JiangBang-yunMajor:Structural

2、EngineeringSupervisor:Prof.ZhaoWen-guangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,430074P.R.ChinaJune,2007独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学

3、位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要在土木工程结构监测中，应变通常是需要观测的主要物理量之一。常用的测量方法是将应变片直接粘贴在构件被检测部位，贴片、焊

4、线、封片等工作常常在几米乃至几十米的高空进行，操作十分不便，质量很难保证，效率相当低，而且测量值受环境温度和湿度影响很大，经常有些点的数值漂移很大，测量数据可信度低。针对这些不足之处，开发远距离、非接触的应变测量系统非常必要。本课题的主要研究内容和目标是利用图像处理技术完成应变的测量。建立了数字图像的数学模型，研究了图像的采集、预处理、亚像素形心定位和系统标定等问题。结合应变测量的特征，根据理想光学系统成像原理，考虑轴对称和非轴对称畸变，采用基于区域生长法的曲面拟合自动标定方法。该方法采用三次多项式，拟合物空间坐标系与像素空间坐标系之间的对应关系，通过

5、测量图像中目标的像素变化，利用此对应关系得到物空间中的实际位置变化。野外场景比较复杂，要达到实时动态跟踪目标，要求算法简单快捷，并要保证跟踪的稳定性和精度，采用窗口形心跟踪算法和形心搜索法。本研究基于成本低廉的工业CCD摄像机和相应的图像采集盒及USB2.0接口，配合笔记本电脑进行图像的采集与处理，系统构成简练易行。在WindowsXP环境下，采用VisualC++6.0开发了基于图像处理技术的应变测量系统软件。以悬臂钢梁的应变测量试验为对象进行了验证，证明了其在理论技术与实践中的可行性。关键词：图像处理系统标定应变测量亚像素定位窗口形心跟踪法I华中科

6、技大学硕士学位论文AbstractStructuralstrainisoneofthemainphysicalquantitiesthatshouldbeobservedinthecivilengineeringstructuralmonitoring.Thecommonmethodistoaffixthebendedstraingagetothepre-monitoredsiteofthecomponent,tostickthegage,toweldthewireandsealthegageetc,whichoftenbecarriedoutathi

7、ghaltitudes,itisunsafe,inconvenient,inefficient.Inaddition,theenvironmentaltemperatureandhumiditylevelaffectthemeasuredvaluesharply,sothemeasuredvalueisshortofreliability.Inconnectionwithalltheselimitations,adistantanddiscontiguousstrainmeasurementsystemwillberesearched.Themainc

8、ontentandobjectiveistoaccomplishstrainmeasureme