[发明专利]一种物体振动测量方法

说明书

本发明提供一种物体振动测量方法，包括以下步骤：S1.在待测物体上放置一摄像机；S2.在所述摄像机的镜头前水平距离L米处设立一标定物；S3.所述摄像机的背面通过一球铰连接在一固定面上；S4.利用所述摄像机拍摄所述标定物，并在所述摄像机上形成一标定物成像；根据标定物成像是否发生偏移判断所述待测物体是否发生振动。本发明利用远距离成像原理，将轻微振动在摄像机中放大，非常简单方便地判断和测量到物体的轻微振动。

技术领域

本发明涉及振动测量领域，更具体地，涉及一种物体振动测量方法。

背景技术

物体振动通常利用压电式、电容式或应变式传感器来测量，这类传感器采用将物体振动转换为电信号的原理进行测量，当遇到振动幅度很轻微的情况时，常常测到的振动信号信噪比低或者根本测不到振动信号。在一些物体上，若能及时发现物体的不正常振动，就能避免一定的风险，如根据桥梁的振动特征参数判断桥梁是否有倒塌危险。

但目前还没有很简单方便的方法可以判断和测量到物体的轻微振动。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的目前还没有很简单方便的方法可以测量到物体的轻微振动，提供一种物体振动测量方法。本发明利用远距离成像原理，将轻微振动在摄像机中放大，非常简单方便地判断和测量到物体的轻微振动。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种物体振动测量方法，包括以下步骤：

S1.在待测物体上放置一摄像机；

S2.在所述摄像机的镜头前水平距离L米处设立一标定物；

S3.所述摄像机的背面通过一球铰连接在一固定面上；

S4.利用所述摄像机拍摄所述标定物，并在所述摄像机上形成一标定物成像；根据标定物成像是否发生偏移判断所述待测物体是否发生振动。这样，摄像机固定在待测物体上，摄像机的镜头对准远处标定物，摄像机的机背靠一球铰连接在不会动的固定面上，当待测物体轻微振动时，会引起摄像机振动，在摄像机没有任何防抖功能的情况下，标定物在摄像机上的图像也会振动，图像的振动频率和幅度与待测物体对应，因而后期通过图像的振动频率和幅度就能够测量到待测物体在测定期间的振动频率和幅度。

进一步的，所述摄像机的标定物成像放大倍数为k，若所述待测物体发生抖动，相应地引起所述摄像机发生抖动，假设待测物体和摄像机的镜头发生振动的角振幅大小均为α，所述标定物成像的偏移量被测得为d，计算这样，通过摄像机镜头与标定物之间的几何关系，以及摄像机的放大倍数，因为标定物的标定物成像在该方向上的偏移量：

d＝k×L×tan(α)…………(1)

而d可以通过后期测得，所以就能够具体地计算出该待测物体相应的振动角幅度。

进一步的，所述L的大小范围为100≤L≤30000。这样，若在观测和测量过程中，远处标定物也发生轻微移动，在上述方向上的移动量为l，则引起标定物成像的偏移量为：

d＝k×[L×tan(α)+l]…………(2)

在L远大于l的情况下，式(1)与式(2)相差不大，也就是说，当距离足够远的时候，远处标定物的轻微移动对标定物成像抖动量影响非常小，因此为了减小误差，镜头距离标定物越远越好。

进一步的，所述摄像机的底座通过一传动支架放置在所述待测物体上。这样，摄像机底部通过一传动支架与待测抖动物体接触，当物体轻微上下振动时，使得摄像机和镜头绕球铰的铰接轴振动，此时远处标定物在摄像机内的标定物成像也开始振动，当传动支架与待测物体及摄像机间无间隙，振动可完全传递到镜头上，且传动支架距离球铰越近，镜头振动角度越大，测量效果越好，不需考虑摄像机的倍数。