基于差分光斑中心定位算法的位移传感技术研究.pdf

《基于差分光斑中心定位算法的位移传感技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第24卷第2期传感技术学报Vo1．24No．22011年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUA11(】RSFeb．2011StudyonDisplacementSensorBasedonDiferenceOperationSpotCenterLocationAlgorithmZHANGBenniu，WANHongming，MAOChenglin(Bri电eStructureEngineeringLaboratory，CollegeofInformationScienceandEnginee

2、ring，ChongqingjiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：Spotcenterlocationisthekeytechnologyoflaserprojectionsensor．Toimprovetheanti—interferenceandlocationprecisionoflaserspotcenter，anewspotcenterlocationalgorithmisgivenafteranalyzingandimprovingthegra

3、dientalgorithmbasedonsummarizingofpresentmethods．Accordingtothecharactersofthelaserspotinstronginterference，thenewalgorithmidentifiesandlocatesthespotthroughdifferenceoperationandgradient．Experimentalresultsdemonstratethehighprecisionandstronganti—interferenceo

4、fthenewalgorithm．Itissuitableforlong—termonlinemeasurementinabominablecircumstance．Sofar，thedisplacementsensorbasedonthenewalgorithmhasbeenappliedinbridgehealthmonitoringforHe’ergoubridgeonYu—Qianexpresswaysuccessfully．Keywords：displacementsensor；spotcenterloca

5、tion；laserprojection；gradient；differenceoperationEEACC：7220；7320Cdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．02．012基于差分光斑中心定位算法的位移传感技术研究张奔牛，万红明，毛成林(重庆交通大学桥梁结构工程重点实验室，信息科学与工程学院，重庆400074)摘要：光斑中心定位是激光投射式位移传感技术中的关键技术。为了提高激光光斑中心检测的抗干扰性和精确性，在总结了现有的光斑中心定位方法的基础上，对其巾的梯度光斑中心定位算法进行

6、分析和改进，提出了一种差分光斑中心定位算法。该算法主要针对强干扰光线下的激光光斑特点，利用差分运算和梯度算子对光斑进行识别与定位。实验结果表明，该算法定位精度高、抗干扰能力强，适合于对恶劣环境下的结构进行长期在线监测。基于该算法的位移传感器设备已成功应用于渝黔高速公路河耳沟大桥的桥梁远程健康监测中。关键词：位移传感器；光斑中心定位；激光投射式；梯度；差分运算中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)02—0215—05激光投射式位移传感技术是桥梁挠度／位移测较均匀，图像对称性很好

7、的图像。Hough变换法需量中的关键技术。激光光斑中心定位的精度、长期要对参数空间离散化，检测精度受到了限制，参数空稳定性和抗干扰性直接影响到最终的位移检测结间得票最多的点极有可能不唯一，选择不同的点得果，为此，探索一种高精度的激光光斑中心定位算法到的图像空间曲线差异较大，基本上不可能用于高对提高位移检测精度具有重要的意义I-3]。精度实时检测系统；圆拟合算法运算精度高，但抗干现有的激光光斑中心定位算法有重心算法、扰性能差，当存在随机噪声时，光斑中心定位精度明Hough变换法、圆拟合算法、空间矩定位法、显下降；空问矩

8、定位法要求光斑边缘为理想的二级对称方法。这些方法都能很好地定位激光光斑中心，边缘，而实际光线变化复杂，极不均匀，在实际应用尤其是梯度算法的出现，使测量精度进一步提高。中受到了限制。对称方法要求光斑对称性很好，否对于现有的这些光斑中心定位算法而言，其中则误差较大。另外，梯度算法抗干扰能力强，测量精重心算法抗干扰能力差，仅适用于光斑图像分布比度高，