大型结构高精度三维动态变形测量应用进展

大型结构全周高精度三维动态变形测量对大型或超大型结构的力学性能研究有着重大意义。三维数字图像相关作为一种结构简单、非接触、精度高的全场变形测量技术，可以为大型结构变形测量提供有效的测量手段。首先介绍三维数字图像相关测量的基本原理。在大型结构多相机全周变形测量方法中，将介绍大尺度散斑制作、大视场三维标定、多相机系统坐标统一、相机外参实时标定等关键技术的研究工作。最后，针对土木工程领域与航空航天领域的实际需求，介绍大型结构高精度三维动态变形测量的应用，包括盒式结构地震模拟振动台试验测量、悬索穹顶结构连续坍塌试验全周高速变形测量、运载火箭舱段荷载试验全周变形测量。大型结构全周高精度三维动态变形测量将为大型建筑结构抗震性能分析、大型结构力学建模和破坏机理研究提供可靠的实验分析手段。     

大型结构角度变形测量中的光学方法

根据工程实践中大型结构三维角度变形的产生原因和测量需要,对目前能实际应用到工程场合的光学小角度测量方法的研究现状进行了叙述和分析,着重介绍了自准直法,偏振光法、光源靶标法、莫尔条纹法、像形畸变法、摄影摄像测量法等,对比各方法的特点,探讨了光学三维角度变形测量技术面临的问题和未来的发展趋势。     

基于激光测距的LNG储罐穹顶顶升测量系统

在大型LNG储罐穹顶顶升过程中,以往人工测量方法误差大且浪费人力物力。为了满足施工方要求,减少测量误差,文章结合激光测距、433M无线透传、串口服务器等硬件技术,基于.NET平台用C#语言开发了LNG储罐穹顶顶升测量系统。整个系统应用于中国寰球工程公司江苏LNG项目的 LNG储罐的穹顶顶升,给施工方提供了精确的数据支持。新的测量方法弥补了现阶段人工测量的不足,同时为大型LNG储罐穹顶顶升监测提供了先进的技术支撑。     

单边固支板结构弯矩光纤光栅监测方法

在飞行过程中,机翼结构会受到不同外力作用而产生变形。作为内力矩的一种,弯矩大小与结构受力和变形量有关。因此,针对变形状态下的弯矩测量对于飞行器状态监测具有重要意义。该文以等宽、等厚、等截面的单边固支板结构作为机翼的简化模型,提出一种基于光纤光栅传感器的结构弯矩测量方法,推导得到板结构在弯曲变形情况下的应变-弯矩转换方程。通过构建单边固支板结构光纤监测系统,实现对不同载荷下板结构关键位置的弯矩测量,单点加载、多点加载与均布加载方式下均方根误差分别约为0.883、0.825、0.689。     

光学剪切电子散斑技术的改进与应用

介绍了一种新型光学测量技术——剪切电子散斑技术的改进与应用,它是一种有效的基于激光技术,测量三维物体表面变形和形貌的非接触测量方法。与传统方法相比,改进后的方法光路结构和采用的算法更加简单,可广泛应用于表面应变、张力、材料特性的测量,残余应力的估计,表面泄露的监测以及物体表面三维形貌测量等领域。     

基于单摄像机的物体位置和姿态变形测量研究

结合大型结构变形测量的折线摄像测量方法,针对单摄像机测量物体位置和姿态变形的方法进行了研究,重点介绍了基于物空间共线方程的正交迭代算法,提出了目标函数奇异值分解(SVD)求解算法中出现错误的根源,并基于VC++开发平台实现了健壮性和实用性更好的四元数求解算法,最后对单摄像机位置姿态变形测量的精度进行了数值仿真和实测实验的验证。实验表明,当测量距离为3 m、视场大小为0.8 m×0.6 m时,分辨率为1 600×1 200 pixel的单摄像机测量姿态角变形的精度可以达到20"。     

利用高速摄像分析微通道红细胞变形性方法的初步研究

基于研制的微通道红细胞的变形性测量系统,介绍了一种采用高速摄像系统记录红细胞的运动图像,并进行红细胞变形性分析的方法。主要研究内容包括相关图像处理技术和运动图像信息分析方法等。结果表明高速摄像技术可以提供丰富的红细胞变形性测量和分析的信息,比如针对红细胞个体变形通过微通道的具体运动信息情况。     

基于正交柱面成像相机空间后方交会的三维坐标测量方法

针对多线阵CCD相机应用于航空、航天等大型装备测量过程中普遍存在的视场遮挡问题,提出一种基于正交柱面成像的单目坐标测量方法。该方法由一个正交柱面成像相机和一个光立体靶组成,应用空间后方交会原理,无需多相机交会即可完成测量。分析了正交柱面相机的测量原理和内参校准过程,设计了光立体靶的结构参数和标定方法。重点研究了正交柱面相机与光立体靶之间的配合测量过程,并推导了坐标解算的数学模型。最后在测量场距离相机3 m的1 000 mm1 000 mm1 000 mm空间内,在水平与竖直方向的距离测量精度优于0.4 mm,深度方向的距离测量精度优于0.7 mm,三维坐标测量误差小于0.5 mm。实验验证结果表明:该方法有效,可被灵活应用,具有良好的测量精度。     

变形监测网测量自动化的信息通讯系统

主要介绍了变形监测网测量自动化信息通讯系统的实现。介绍袖珍型电脑及近年的新产品汉字幕上型电脑与各类电子测量仪器之间的信息通讯系统，以及与各类微机之间的信息通讯系统。使用上该通讯系统。可实现用电子计算机控制各类电子测量仪器，将现场测量数据实时传送给计算机处理，达到快速高精度获取监测变形量，从而实现了变形监测自动化。该项研究成果已应用于长江三峡工程，黄石大桥以及清江滑坡等大型工程。     

空间结构形变的多视点高精度测量方法

为了实现对复杂卫星结构多关键区域形变的灵活高精度测量,提出了一种基于多相机三维数字图像相关（3DDIC）的微小形变整体测量方法。建立双目3D-DIC子系统以获得各关键区域的高精度形变场。结合光束平差优化和同名点3D重构方法完成对子系统的位姿外部标定。根据标定参数拼接子系统测量数据,得到全局形变场。在实验室条件下用卫星蜂窝结构的热形变实验测量得到多安装面的整体形变场和测量误差,结果表明,本方法对系统的整体位移测量误差为0.96μm±0.45μm/m,满足高精度、测量范围灵活可变的测量需求,且对重叠视场和离散视场均具有良好的适用性,为空间环境下卫星结构的稳定监测提供了可靠的测量方法。     

基于计算机视觉的雷达遮蔽角测量系统设计与实现

传统雷达遮蔽角测量方法耗时长、精度低,难以满足快速准确进行雷达遮蔽角测量需求.文中基于计算机视觉测角原理,设计了雷达遮蔽角自动测量系统的总体结构和应用模式,提出了相机畸变矫正、安装误差补偿、轮廓识别提取等关键环节的实现方法,并与传统测量方法进行了对比验证.测试结果表明,基于计算机视觉的雷达遮蔽角测量方法能够大幅提高测量...     

基于图像的模拟相机标定方法的研究

从光学测量角度出发,结合计算机主动视觉中的相机标定方法及数字图像处理技术,提出了一种CCD摄像系统畸变校正方法.该法通过使用经纬仪,不需相机做任何运动就能实现全过程的标定.该方法在摄像机模型中全面考虑了镜头的径向畸变,利用图像中心附近点畸变量较小的性质,用中心附近点和全场视点对摄像机内部参数和像差修正参数进行标定,最后由最小二乘法得到摄像系统畸变模型的畸变系数,解决了CCD摄像系统的畸变校正问题.与传统的相机标定不同,畸变校正中仅标定数字图像中像素间距和相机焦距.该法运用了亚像素细分算法,提高了测试系统的精度,是一种简单、有效、实用的标定法.     

基于无线光通信的舰船三维变形测量方法

无线光通信(FSO)因其高速便捷、抗电磁干扰能力强的优势得到了越来越多的关注,成为军民领域的研究热点。提出了一种舰船三维变形测量方法,利用FSO技术设计了时统单元,使系统的光学结构可以同时实现舰船三维变形角的测量、接收单元的光学成像激励和测量结果的授时。对系统的结构和关键电路的设计进行阐述,并结合数据仿真对系统误差进行分析。结果表明,该测量方法在理论上具有可行性,不仅满足测量精度要求,并且具有更低的硬件复杂度和更高的可用性,有望应用于实践中。     

分布式网络性能监测系统

本探讨了网络性能管理的概念，提出了一种网络性能监测系统的体系结构，讨论了评价IP网络的主要性能参数和相应的测量方法。本还结合了一个IP网络性能监测系统的实例，讨论了实现该系统所用到的端到端网络测量技术、测量域和分布式协同测量的概念及方法。实践表明，分布式网络性能监测系统对提高大型IP网络的管理水平和运营质量非常有用。     

数字摄录一体机技术指标测量

2003年6月,我们沈阳电视台对新近购置的一批数字摄录一体机进行了台内验收测量。测量按照中华人民共和国广电行业标准——GY/T109.1-92《广播用CCD摄像系统通用技术条件》和GY/T 109.2-92《广播用CCD摄像系统电性能指标测量方法》进行。但由于受客观条件的限制,我们仅对摄像机的灵敏度、信噪比、调制度、CCD缺陷和固定图形杂波指标进行了测量。     

动态目标单目实时三维跟踪测量

提出了利用单目视觉与配合目标的三维变形位移测量方法,并通过论证验证了方案的可行性与正确性。该方案是在目标上粘贴靶标,相机对靶标进行实时成像,通过二值化、轮廓提取等图像处理技术对靶标进行定位与跟踪,再计算出目标的三维位移。该方案对桥梁、坝体、楼房、滑坡等形变以及海上浮标的实时监测提供了一种新的有效解决方案。     

多经纬仪测量系统（MTM）的建立

介绍了工业测量系统中多经纬仪测量系统(MTM)的建立，并给出实际应用中的两个实例。多经纬仪测量系统(MTM)的运用改变了原大型工件的测量方法，能精确测量大型工件中各空间点的三维坐标值和相对关系，并可对大型工件进行形状与位置分析，从而解决了大型工件的精确安装与检验问题。     

数字摄录一体机 技术指标测星

2003年6月．我们沈阳电视台对新近购置的一批数字摄录一体机进行了台内验收测量。测量按照中华人民共和国广电行业标准——GY／T 109．1-92《广播用CCD摄像系统通用技术条件》和GY／T 109．2-92《广播用CCD摄像系统电性能指标测量方法》进行。但由于受客观条件的限制．我们仅对摄像机的灵敏度．信噪比、调制度．CCD缺陷和固定图形杂波指标进行了测量。     

基于分布式光纤感测的岩土体变形监测研究综述

随着我国各类复杂重点工程建设的深入推进,工程安全问题引起了越来越多的关注,然而对岩土体进行变形监测是保障工程安全的重要手段之一。与传统的电磁法、声发射、经纬仪、水准仪、位移计、应变计等岩土体变形监测技术相比,分布式光纤感测技术具有实时性、高精度、全分布、长距离和抗干扰等优势,已成为当前岩土体变形监测研究及应用领域的关注焦点。本文总结了光纤感测技术在岩土体变形监测中的应用现状,介绍了几种典型的分布式光纤感测技术原理及适用场景,探讨了光纤感测技术在岩土体变形监测应用中的关键问题,分析了光纤感测技术在边坡、水利、隧道、管道、铁路等工程及地面沉降与塌陷方面监测中的应用成果与挑战。最后,展望了光纤感测技术在岩土体变形监测中亟需攻破的难题与对策。     

激光挠度、位移测量系统的研究与开发

利用激光器及紧贴式线性固体图像传感器、信号处理部分构成激光挠度测量系统 ,用以测量大型建筑结构的挠度 ,在完成实时挠度测量的基础上 ,根据大型建筑结构变形监测的要求 ,对测量系统进行了进一步的开发 ,完成了用于测量结构在水平及垂直方向 (x ,y方向 )位移的二维位移测量系统。实验证明 ,挠度测量系统的测量范围可以达到 2 10mm ,分辨率优于 0 1mm ,可完成结构的静态及动态挠度测量 ;二维位移测量系统的测量范围为 2 10mm× 30 0mm ,两方向的分辨率分别优于 0 1mm和 0 2mm。