非接触双目立体视觉图像位移测试技术研究及其应用

摘要

本论文工作在国家科技支撑研究计划（2014BAKB05）的支持下，采用基于图像识别原理，对大型临时智能体育平台的非接触监测技术进行了研究。近年来，随着临时结构技术的飞速发展，尤其是大型临时智能结构在体育领域中的应用，保障临时结构安全成为临时结构最为核心的关键技术。本文主要对杆系临时滑雪平台结构利用双目立体视觉原理，提出节点变形非接触图像分析方法，研究基于模板匹配标志中心坐标提取技术，集成图像非接触节点位移监测系统，并用悬臂梁振动和节点抗拉抗压试验以及大型临时滑雪平台关键节点变形现场测试对非接触图像识别监控技术进行验证，结果表明该系统具有较好的准确性和稳定性。为此，本文主要研究内容如下：
　　1.基于双目立体视觉原理，研发了非接触位移测量系统，位移测量系统采用模板匹配提取测量点处图像坐标，通过欧式三维重建恢复测量点处的空间坐标，提高了测量系统的实用性。
　　2.在悬臂梁振动试验中，采用传统位移传感器和双目图像位移测量系统同时测量悬臂梁位移，实验结果表明，本文集成的位移测量系统具有较高的准确性和较好的稳定性。
　　3.将集成的双目立体视觉位移测量系统应用于临时滑雪结构节点抗拉试验和节点抗压试验，测得临时滑雪结构节点在拉应力和压应力作用下的极限位移，为临时滑雪结构关键节点位移测量系统提供报警阈值。
　　4.采用监控网络摄像头替代传统的视觉传感器，集成双目立体视觉位移测量系统，将该位移测量系统应用于大型临时滑雪结构关键节点位移测量中，验证了该测量系统的工程实用性。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题研究背景和意义

1.3 国外研究现状

1.4 国内研究现状

1.5 本文主要研究内容

第2章 双目立体视觉位移测量原理

2.1 引言

2.2 相机成像模型

2.3 图像匹配

2.4 双目立体视觉系统标定

2.5 本章小结

第3章 双目图像位移测量系统

3.1 引言

3.2 双目图像位移测量系统软件

3.3 双目图像位移测量系统集成

3.4 悬臂梁振动试验

3.5 本章小结

第4章 双目图像位移测量系统在节点试验中的应用

4.1 引言

4.2 临时滑雪结构节点抗拉试验

4.3 临时滑雪结构节点抗压试验

4.4 本章小结

第5章 双目图像位移测试系统在大型临时滑雪结构节点管控中的应用

5.1 引言

5.2 临时滑雪结构

5.3 双目图像位移测量系统硬件设备

5.4 数据存储与查询

5.5 非接触图像位移监测系统精度分析

5.6 现场测试

5.5 本章小结

结论与展望

参考文献

声明

致谢