[发明专利]基于视觉图像局部二值化处理的结构振动测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于视觉图像局部二值化处理的结构振动测量方法，其特征在于，包括：

基于被测结构的振动视频逐帧利用图像局部二值化处理方法得到结构振动的时域信息；

基于所述时域信息通过傅里叶变换得到被测结构振动的频率；

计算在所述被测结构振动方向上同平面的实物的尺寸和所述实物在视频中的尺寸的比值；

基于所述时域信息与所述尺寸比值计算结构振动的幅值；

所述基于被测结构的振动视频逐帧利用图像局部二值化处理方法得到结构振动的时域信息，包括：

将所述振动视频逐帧转换为灰度图；

基于所述灰度图截取每张灰度图中包含结构振动方向上的一个边缘及其邻域的局部图像；

基于所述局部图像进行二值化处理得到像素灰度突发位置；

基于所述像素灰度突发位置得到所述结构振动在图像上的时域信息。

2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述时域信息通过傅里叶变换得到被测结构振动的频率包括：

对所述时域信息进行去直流分量处理得到视频图像中结构真实的振动数据；

基于所述真实的振动数据做傅里叶变换计算结构振动频率。

3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述对所述时域信息进行去直流分量处理得到结构真实的振动数据包括：

基于时间序列计算时间序列中所有像素的平均值；

基于所述平均值计算视频图像中结构真实的振动数据。

4.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述与所述被测结构在同一振动方向上的实物的尺寸和所述实物在视频中的尺寸计算尺寸比值包括：

计算所述实物在图像上的投影所占的像素个数确定实物在视频中的尺寸；

计算所述实物的尺寸与所述实物在视频中的尺寸比值。

5.如权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述时域信息与所述尺寸比值计算结构振动的幅值包括：

基于所述时域信息得到结构在图像上的振动幅值；

基于所述图像上的振动幅值和所述尺寸比值通过结构边缘振动振幅计算式计算结构边缘振动的幅值。

6.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述结构边缘振动振幅计算式如下式所示：

其中：为结构振动的振幅；n_BC：为实物尺寸；为振动位移在图像上的投影所占的像素个数；n_DE：为实物在图像上的投影所占的像素个数。

7.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述局部图像进行二值化处理得到像素灰度突发位置包括：

以灰度图边缘上点的灰度值为参考值，对所述灰度图边缘上点所在的垂直于边缘的行或列中的所有像素进行二值化处理，或使用边缘检测算子对所截取的图像进行二值化处理得到像素灰度突发位置。

8.一种用于如权利要求1-7任一项所述基于视觉图像局部二值化处理的结构振动测量方法的测量系统，其特征在于，包括：时域信息获取模块、频率计算模块、尺寸比值获取模块和幅值获取模块；

所述时域信息获取模块，基于被测结构的振动视频逐帧利用图像局部二值化处理方法得到结构振动的时域信息；

所述频率计算模块，基于所述时域信息通过傅里叶变换得到被测结构振动的频率；

所述尺寸比值获取模块，计算在所述被测结构振动方向上同平面的实物的尺寸和所述实物在视频中的尺寸的比值；

所述幅值获取模块，基于所述时域信息与所述尺寸比值计算结构振动的幅值。

9.如权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述频率计算模块包括：振动数据获取子模块和结构振动频率子模块；

所述振动数据获取子模块，对所述时域信息进行去直流分量处理得到视频图像中结构真实的振动数据；

所述结构振动频率子模块，基于所述真实的振动数据做傅里叶变换计算结构振动频率。