淺談圖像處理技術(shù)在結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量中的應(yīng)用

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1、分類號學號2005612400050學校代碼10487密級碩士學位論文圖像處理技術(shù)在結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量中的應(yīng)用學位申請人：蔣幫云學科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導教師：趙文光教授答辯日期：2007.6AThesisSubmittedinFullyFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringApplicationofDigitalImageProcessinginStrainMeasurementofStructureCandidate:JiangBang-yunMajor:Structural

2、EngineeringSupervisor:Prof.ZhaoWen-guangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,430074P.R.ChinaJune,2007獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到，本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學位論文作者簽名：日期：年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學

3、位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□，在_____年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。（請在以上方框內(nèi)打―√‖）學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期：年月日日期：年月日華中科技大學碩士學位論文摘要在土木工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測中，應(yīng)變通常是需要觀測的主要物理量之一。常用的測量方法是將應(yīng)變片直接粘貼在構(gòu)件被檢測部位，貼片、焊

4、線、封片等工作常常在幾米乃至幾十米的高空進行，操作十分不便，質(zhì)量很難保證，效率相當?shù)?，而且測量值受環(huán)境溫度和濕度影響很大，經(jīng)常有些點的數(shù)值漂移很大，測量數(shù)據(jù)可信度低。針對這些不足之處，開發(fā)遠距離、非接觸的應(yīng)變測量系統(tǒng)非常必要。本課題的主要研究內(nèi)容和目標是利用圖像處理技術(shù)完成應(yīng)變的測量。建立了數(shù)字圖像的數(shù)學模型，研究了圖像的采集、預處理、亞像素形心定位和系統(tǒng)標定等問題。結(jié)合應(yīng)變測量的特征，根據(jù)理想光學系統(tǒng)成像原理，考慮軸對稱和非軸對稱畸變，采用基于區(qū)域生長法的曲面擬合自動標定方法。該方法采用三次多項式，擬合物空間坐標系與像素空間坐標系之間的對應(yīng)關(guān)系，通過

5、測量圖像中目標的像素變化，利用此對應(yīng)關(guān)系得到物空間中的實際位置變化。野外場景比較復雜，要達到實時動態(tài)跟蹤目標，要求算法簡單快捷，并要保證跟蹤的穩(wěn)定性和精度，采用窗口形心跟蹤算法和形心搜索法。本研究基于成本低廉的工業(yè)CCD攝像機和相應(yīng)的圖像采集盒及USB2.0接口，配合筆記本電腦進行圖像的采集與處理，系統(tǒng)構(gòu)成簡練易行。在WindowsXP環(huán)境下，采用VisualC++6.0開發(fā)了基于圖像處理技術(shù)的應(yīng)變測量系統(tǒng)軟件。以懸臂鋼梁的應(yīng)變測量試驗為對象進行了驗證，證明了其在理論技術(shù)與實踐中的可行性。關(guān)鍵詞：圖像處理系統(tǒng)標定應(yīng)變測量亞像素定位窗口形心跟蹤法I華中科

6、技大學碩士學位論文AbstractStructuralstrainisoneofthemainphysicalquantitiesthatshouldbeobservedinthecivilengineeringstructuralmonitoring.Thecommonmethodistoaffixthebendedstraingagetothepre-monitoredsiteofthecomponent,tostickthegage,toweldthewireandsealthegageetc,whichoftenbecarriedoutathi

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

8、ontentandobjectiveistoaccomplishstrainmeasureme