br>[0037] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例技術(shù)描述中 所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí) 施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖 獲得其他的附圖。
[0038] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的工作流程圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； W40] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像立體匹配原理圖；
[0041] 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像序列匹配原理圖；
[0042] 圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像采集裝置的調(diào)試流程圖；
[0043] 圖6是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像數(shù)據(jù)采集流程圖；
[0044] 圖7是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像處理流程圖； W45] 圖8是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的位移曲線(xiàn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。 W47] 實(shí)施例
[0048] 本實(shí)施例通過(guò)構(gòu)建模擬地震振動(dòng)臺(tái)的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)快速獲取模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn) 的位移變化量： W例一、測(cè)量系統(tǒng)的搭建
[0050] 如圖2所示，搭建所述的模擬地震振動(dòng)臺(tái)，包括塔臺(tái)、由相機(jī)、鏡頭和激光探測(cè)器 組成的圖像采集裝置、與圖像采集裝置連接的服務(wù)器、W及與服務(wù)器連接的能夠運(yùn)行嵌入 式系統(tǒng)的終端，所述相機(jī)和鏡頭均為配套設(shè)置的兩個(gè)，兩所述相機(jī)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在激光探測(cè)器 的兩側(cè)，兩所述相機(jī)和激光探測(cè)器均通過(guò)一底座能夠滑動(dòng)的固定設(shè)置在一直線(xiàn)導(dǎo)軌內(nèi)，所 述激光探測(cè)器的激光發(fā)射端和兩所述鏡頭均正向塔臺(tái)設(shè)置。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述 塔臺(tái)上設(shè)有待測(cè)區(qū)域，所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)標(biāo)識(shí)有若干個(gè)圓形非編碼點(diǎn)，控制直線(xiàn)導(dǎo)軌的安 裝位置，使得相機(jī)的高度與待測(cè)區(qū)域的高度均為10m，相機(jī)與待測(cè)區(qū)域之間的測(cè)量距離為 8m-10m，所述相機(jī)正對(duì)待測(cè)區(qū)域設(shè)置。標(biāo)識(shí)的非編碼點(diǎn)視為測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量點(diǎn)，標(biāo)識(shí)的非編 碼點(diǎn)優(yōu)選圓形，相機(jī)在拍攝圓形結(jié)構(gòu)時(shí)崎變小，最大程度的減小測(cè)量誤差，為了便于后續(xù)工 程分析，非編碼點(diǎn)優(yōu)選標(biāo)識(shí)在塔臺(tái)的梁結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上。
[0051] 模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中由外部觸發(fā)控制塔臺(tái)模擬地震振動(dòng)，塔臺(tái)振動(dòng)過(guò)程中 設(shè)置在其上的非編碼點(diǎn)的位移會(huì)發(fā)生變化，兩臺(tái)相機(jī)同步拍攝非編碼點(diǎn)的照片來(lái)采集信 息，采集的信息存儲(chǔ)在服務(wù)器內(nèi)，終端運(yùn)行程序?qū)Σ杉男畔⒒跀?shù)字圖像處理技術(shù)和相 關(guān)算法進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)位置的自動(dòng)識(shí)別與匹配追蹤，從而得到測(cè)點(diǎn)的Ξ維重建，獲取各 測(cè)點(diǎn)的位移變化量，并在終端的工作界面上顯示并輸出位移變化結(jié)果。
[0052] 二、如圖1所示，具體的測(cè)量方法，包括W下步驟：
[0053] 步驟一，進(jìn)入如圖2、5所示的調(diào)試圖像采集裝置：圖像采集裝置的調(diào)試主要是確 定相機(jī)的測(cè)量距離、基距和夾角，首先在塔臺(tái)的待測(cè)區(qū)域內(nèi)標(biāo)識(shí)若干個(gè)圓形非編碼點(diǎn)，使用 激光發(fā)射器向待測(cè)區(qū)域投射激光，測(cè)出待測(cè)區(qū)域與相機(jī)的準(zhǔn)確距離D(即測(cè)量距離），根據(jù) 測(cè)量距離來(lái)調(diào)整基距，通過(guò)調(diào)整基距來(lái)調(diào)整角度，通過(guò)基距來(lái)計(jì)算得到角度，在調(diào)整角度的 同時(shí)終端上的控制器不斷的判斷角度是否適合，如果適合控制自動(dòng)控制相機(jī)調(diào)整其位置至 最佳狀態(tài)，如果不合適則更換鏡頭（相機(jī)視野）重復(fù)上述調(diào)整角度過(guò)程，完成圖像采集裝置 的調(diào)試，本發(fā)明優(yōu)選角度的合適范圍為10°~30°。
[0054] 步驟二，圖像采集裝置調(diào)試完畢后，進(jìn)入如圖6所示的數(shù)據(jù)采集，在系統(tǒng)工作界面 上手動(dòng)設(shè)定外部工程參數(shù)，并激活控制器使其掃描塔臺(tái)的振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，控制器接收到地 震波激勵(lì)信號(hào)是開(kāi)始采集，否則控制器等待并持續(xù)掃描是否有觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)接收到地震波 激勵(lì)信號(hào)時(shí)，控制器控制啟動(dòng)兩個(gè)相機(jī)同步、且連續(xù)的拍攝待測(cè)區(qū)域照片，進(jìn)而采集非編碼 點(diǎn)的動(dòng)態(tài)圖像信息，采集圖像信息過(guò)程的同時(shí)，控制器對(duì)采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理、化及基于 絕對(duì)二次曲面標(biāo)定方程對(duì)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行自標(biāo)定處理，并將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至服務(wù) 器。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中在數(shù)據(jù)采集的同時(shí)采用最先進(jìn)的基于絕對(duì)二次曲面標(biāo)定方程完成 相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定工作，能夠大大縮短測(cè)量周期。
[0055] 在基于絕對(duì)二次曲面標(biāo)定方程完成相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定工作時(shí)可W確定W下參 數(shù)：（X。、y。)-圖像中主點(diǎn)坐標(biāo)；f-相片距罔攝影中屯、S距罔；狂5、Ys、Zs)-攝影中屯、S在物 方空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；W及:(迂。、b。、C:。:）-（X、Y、Z)與狂、Y、幻之間換算 的矩陣，形成式一中的已知量。
[0056] 其中，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理包括W下步驟：
[0057] 2. 1)基于圖像二值法對(duì)圖像信息進(jìn)行非編碼點(diǎn)的圖像識(shí)別處理；
[0058] 2. 2)基于中值濾波對(duì)識(shí)別的圖像進(jìn)行濾波降噪；
[0059] 2. 3)基于隔離邊緣算法對(duì)濾波降噪后的圖像進(jìn)行邊緣提??；
[0060] 2. 4)基于楠圓方程對(duì)邊緣提取的圖像進(jìn)行楠圓擬合，已獲得定位中屯、，完成采集 數(shù)據(jù)的預(yù)處理?；陂獔A方程進(jìn)行楠圓擬合獲得定位中屯、即為（x，y)-圖像中像點(diǎn)坐標(biāo)，形 成式一中的已知量。
[0061] 優(yōu)選二值法進(jìn)行圖像識(shí)別，可W更容易識(shí)別出圖像的結(jié)構(gòu)特征，快速識(shí)別出非編 碼點(diǎn)區(qū)域；
[0062] 優(yōu)選中值濾波進(jìn)行濾波降噪，在去噪的同時(shí)能夠做到盡量不讓邊緣像素出現(xiàn)缺 失，能夠?yàn)V掉非編碼點(diǎn)上光照不均原因造成的圖像邊緣失真，在諸多濾波方式中效果最 好；
[0063] 優(yōu)選隔離邊緣算法對(duì)邊緣進(jìn)行提取，該算法從主動(dòng)識(shí)別方面考慮，只處理局部圖 像，大大減少了處理量，提高了處理速度； W64] 步驟Ξ，采集數(shù)據(jù)預(yù)處理完畢后進(jìn)入如圖7所示的數(shù)據(jù)計(jì)算，對(duì)預(yù)處 理后的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算：W圖像上的非編碼點(diǎn)為基本元素，基于式一的共 線(xiàn)方程算法來(lái)計(jì)算單幅圖像中的點(diǎn)在物方空間坐標(biāo)中的坐標(biāo)點(diǎn)集狂、Y、幻，
W65] 其中，（X，y)-圖像中像點(diǎn)坐標(biāo)；(X。、y。)-圖像中主點(diǎn)坐標(biāo)；（Αχ,Ay)-像點(diǎn)在成 像過(guò)程中由于鏡頭崎變引起的系統(tǒng)誤差；f-相片距離攝影中屯、S距離；狂s、Ys、Zs)-攝影中 屯、S在物方空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；f1f> ^ -物體點(diǎn)在像空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)； 狂、Y、幻-圖像點(diǎn)在物方空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；(a"、b"、c。）為1Y< 23與狂、Y、 幻之間換算的矩陣。
[0066] 其中，（X，y)、（X。、y。）、f、狂s、Ys、Zs)、（a。、b。、Cn)為在調(diào)試和自標(biāo)定過(guò)程中獲得的 已知參數(shù)，（Αχ,Ay)為相機(jī)出廠(chǎng)時(shí)提供的已知參數(shù)，將兩相機(jī)拍攝的兩幅圖像的上述參數(shù) 分別代入式一中可W換算得到（X、y、Z)，再通過(guò)矩陣（曰。、6。、〇。）來(lái)?yè)Q算獲得 狂、Y、幻。
[0067] 由此，經(jīng)過(guò)式一換算后圖像上的一個(gè)非編碼點(diǎn)對(duì)應(yīng)與物方空間坐標(biāo)系上的一個(gè)坐 標(biāo)，同一圖像上的若干個(gè)非編碼點(diǎn)分別經(jīng)式一換算后獲得在物方空間坐標(biāo)系上的坐標(biāo)點(diǎn)集 狂、Y、幻。
[0068] 步驟四，數(shù)據(jù)計(jì)算完畢后進(jìn)入如圖3所示的圖像立體匹配：基于共線(xiàn)方程和共面 方程將處于同一時(shí)序上的兩幅圖像上的同一非編碼點(diǎn)在物方空間上的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行靜態(tài)匹 配，匹配成功后將兩幅圖像上的同一非編碼點(diǎn)的二維信息轉(zhuǎn)化成攜帶有坐標(biāo)和位移信息的 Ξ維空間點(diǎn)，其中，匹配閥值可W在圖像采集裝置調(diào)試成功后手動(dòng)外部設(shè)置，本發(fā)明優(yōu)選的 匹配閥值為兩個(gè)像素，在達(dá)到較好匹配效果的同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)匹配錯(cuò)誤。
[0069] 步驟五，與圖像立體匹配同時(shí)完成的如圖4所示的圖像序列匹配：基于區(qū)域捜索 算法捜索匹配當(dāng)前Ξ維空間點(diǎn)的下一個(gè)Ξ維空間點(diǎn)，匹配獲得的Ξ維空間點(diǎn)為特征點(diǎn)，W 此獲得同一非編碼點(diǎn)的特征點(diǎn)的離散點(diǎn)集，其中，區(qū)域捜索半徑可W在圖像采集裝置調(diào)試 成功后手動(dòng)外部設(shè)置，本發(fā)明優(yōu)選的區(qū)域捜索半徑為50像素之內(nèi)。
[0070] 步驟六，圖像立體匹配和序列匹配同時(shí)完畢后進(jìn)入如圖8所示的圖像序列追蹤： W同一非編碼點(diǎn)的特征點(diǎn)的離散點(diǎn)集為基礎(chǔ)，基于空間域捜索算法對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡繪 審IJ，W此來(lái)追蹤每個(gè)非編碼點(diǎn)的3D運(yùn)動(dòng)軌跡和Ξ維信息，其中，空間捜索半徑可W在圖像 采集裝置調(diào)試成功后手動(dòng)外部設(shè)置，本發(fā)明優(yōu)選空間捜索半徑為10mm，可W達(dá)到很好的效 果。
[0071] 步驟屯，Ξ維重建每個(gè)非編碼點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為基礎(chǔ)進(jìn)行Ξ維重建，并在軟件界 面中顯示，從軟件界面中能夠直接讀取并輸出位移變化量，在軟件界面中能夠直接讀取并 輸出每個(gè)特征點(diǎn)各個(gè)方向的位移變化量。