架空导线压接对边距的图像测量方法

压接导线主要应用于架空线路建设,其对边距对线路安全运行及服役期限起到重要作用。针对传统人工测量存在的可靠性差、效率低的缺点,提出了一种基于图像处理的压接对边距测量方法。首先根据图像的累计灰度突变点自动裁剪被测区域并进行中值滤波,然后基于改进Otsu阈值法获得边缘连续的二值图像;再分别使用形态学处理和高斯曲线拟合法对边缘进行二次定位,得到亚像素级边缘点;最后采用基于随机抽样一致性(random sample consensus, RANSAC)的最小二乘拟合方法完成上下边缘点的曲线拟合,实现压接对边距的测量。通过模拟试验表明了RANSAC拟合经过10次迭代后测量算法的效果较好,测量误差小于0.1 pixels;而实际导线测量试验结果表明,改进Otsu算法对光照强度具有适应性,同时与人工测量相比,图像测量方法的最大相对偏差为1.82%,重复标准差提高60%,平均耗时仅为人工测量的1/10,能够实现压接对边距高效可靠的测量。

数字图像测量技术在土石围堰动态施工中的应用研究

土石围堰是关系到水利枢纽工程建设全局的重要临时性工程项目,一旦出现问题,后果十分严重。针对传统的测量仪器法和GPS法进行围堰动态监测主要有效率低、工作量大、成本高等缺点。提出运用数字图像测量技术,有效解决多点测量的问题,实现实时跟踪监测变形,已成功应用于海堤建设项目围堰边坡的动态位移监测,实现堰坡位移安全监测与预警等功能。

基于图像测量三轴试验的土的本构模型构建方法

本构模型是描述材料力学性状的数学物理方程,是进行土工结构变形计算和稳定分析的必要条件。基于图像测量的三轴试验发现,土样在局部出现破坏后,各处的应力应变关系变得不一致,破坏区域和未破坏区域的变形形态和应力应变关系截然不同,土样整体的应力应变曲线是土样各处变形的综合结果。由此可以考虑:土一点只有未破坏和破坏两种状态,未破坏时服从应力应变关系,破坏时沿着破坏方向滑动、服从摩擦规律。因此,构建本构模型的思路可以由描述土样整体从初始加载到形成剪切带的应力应变全过程,变成只描述未破坏状态土的应力应变性质,建立破坏前的应力应变关系模型,选用合适的破坏准则判断一点是否破坏,破坏后应用滑动摩擦定律。

煤岩三轴破坏行为与能量演化规律的图像测量

为研究煤岩破坏过程中能量的演化规律,对标准煤试件进行了单轴压缩试验、常规三轴加载试验及三轴卸围压试验,利用基于亚像素点检测系统的数字图像测量方法探究煤岩体应变与破坏时能量演化间的关系,并通过体应变变化等值线图对煤岩变形特征进行量化。研究结果表明:三种试验路径下,煤样的轴向能量、总能量在峰值应力前以积聚能量为主,峰值应力后煤样破坏过程伴有大量耗散能。常规三轴加载试验路径下体应变变化大,能量积聚较多且与围压呈正相关,但由于加载至预设围压后围压恒定,煤岩破坏程度较小。三轴卸围压路径下由于伴随围压卸载,煤样径向束缚力变小,煤岩破坏程度较大。

基于三维矩阵相机的建筑构件图像测量系统研究与应用

基于三维矩阵相机的机器视觉技术,研究提出一种针对装配式建筑构件的图像测量系统并安装实际应用。该系统和装配式建筑流水线配套使用,主要由检测系统相机和照明总成、检测系统安装平台支架和检测系统控制机柜等组成,相应配套图像采集、三维点云运算、三维点云自动拼接、二维/三维图像边缘特征自动提取和测量、平面度自动测量、钢筋尺寸自动测量、标准三维模型自动生成、匹配和超限报警、二维/三维图像数据管理等测试软件。实际应用表明,系统根据构件设计图,可自动给出各类预埋件及整体构件的三维尺寸数据,使构件生产质量可追溯,实现每个出厂产品的三维数字化管理,为提高建筑构件的生产质量提供有力的保证。

三轴试验土样径向变形的计算机图像测量

提出了一种三轴土样径向变形的计算机数字图像测量方法。将计算机图像识别技术应用于常规的土工三轴试验 ,实现三轴土样变形的直接测量和土样变形过程的摄像、自动测读和自动记录 ,不仅为土工三轴试验提供了一种直接、有效的测量手段 ,而且可以把常规三轴仪应用于非饱和土的变形测试。文中还分析了测量精度和测量误差产生的原因。给出了对于实际土样采用常规测量方法和数字图像测量方法测量结果的比较。

图像测量中自动调焦函数的实验研究与分析

给出了几种常用图像测量中自动调焦算法的对比分析,并分别在不同照明方式和不同背景条件下对主要的调焦函数特性参数进行测试,得到了调焦函数的实用性能的客观评价。实验结果表明:在透射照明条件下,灰度梯度类调焦函数特性均较好。其中Variance函数以及灰度变化率和函数具有较大的调焦范围,且近似为线性变化,但是灵敏度较低,因此适于大范围粗调焦;Laplacian函数和Tenengrad函数灵敏度高,稳定性好,但调焦范围小,因此适合于小范围精确调焦。在反射照明条件下,只有Tenengrad函数和Brenner函数仍然保持单峰性,但灵敏度明显下降。当存在较复杂背景时,调焦函数普遍失效。因此在实际测试中,应当优先选择透射光照明,尽可能少用反射照明,而且应尽可能避免背景的干扰。

基于非线性扩散滤波的边缘检测和图像测量

提出了一种基于自适应非线性扩散方程滤波的边缘检测方法,以提高图像测量的精度。首先对原始图像实施一种非线性扩散处理,即沿着等照度线(边缘)的梯度方向实施反向扩散以锐化边缘,而相反地沿切线方向实施正向扩散以去除噪声和锯齿伪像;然后应用经典的微分算子来检测边缘。实验结果表明,相对于经典的边缘检测算子,本算法得到了尖锐而平滑的单像素宽的图像边缘,较好地定位了边缘,相对误差为0.03。当图像边缘模糊和存在附加噪声时,测量结果将会受到很大影响。本方法较好地定位了边缘像素,对于微小尺寸测量显示出它的优越性.

基于亚像素角点检测的试样变形图像测量方法

作为一种数字图像测量方法,亚像素角点检测能够在数字图像中可以发现角点的亚像素精度的位置(简称亚像素角点检测方法)。在土工三轴试验中应用该方法使得试样的变形测量更加简便。通过使用高精度标定板,对该数字图像测量方法进行了精度分析,结果表明亚像素角点检测方法的轴向和径向测量的标准差都达到了0.02个像素,相对测量精度达到10-4数量级。在三轴压缩试验条件下,同时使用高精度位移传感器和该测量方法对小变形的干性试样进行了变形测量,证明亚像素角点检测方法对试样变形的测量结果是精确可靠的。

三轴土样局部变形的数字图像测量方法

在已完成的土样径向变形数字图像测量基础上 ,实现了土样轴向变形和径向变形的同步测量 ,不仅可测量土样整体的平均变形 ,而且可测量土样的局部变形 ,还给出了图像测量系统的理论精度和实际测量精度。用砂土、粉煤灰两种饱和试样进行固结排水剪切试验 。

图像测量技术中几种自动调焦算法的对比分析

对几种常用的自动调焦算法进行了对比分析,并通过实验对各种调焦函数的灵敏度、一致性、稳定性、计算速度等指标进行测试和验证.理论分析和实验结果表明:灰度变化率之和函数具有较大的调焦范围,且近似为线性变化,同时计算速度适中,稳定性较好,因此适于大范围粗调焦;Laplacian函数和Tenengrad函数峰顶宽度相对较窄,灵敏度高,稳定性好,因此适合于小范围精确调焦,但是计算速度较慢;Roberts梯度函数的灵敏度居中,既有一定的调焦范围,在焦点附近又具有比较高的灵敏度,而且稳定性好,计算速度快,因此适于中等范围的自动调焦.

基于图像测量方法的非饱和压实土三轴试样变形测量

在控制吸力的非饱和土三轴试验中对试样进行变形测量,常规方法都存在一些难以克服的技术缺陷。数字图像测量技术的引入,为避免常规测量方法的技术缺陷对试验结果的影响提供了一种新的解决方案。同时,能够更加准确地测量受端部约束影响较小的试样中部1/3区域的局部轴向变形、径向变形和估算体积变形。在控制吸力条件下进行了非饱和压实土的三轴压缩试验,运用数字图像测量方法测量试样整体与中部1/3区域的变形,将两组试验数据进行比较分析,结果表明:端部约束对非饱和土试样变形有明显的影响,试样中部1/3区域的变形性质与试样整体存在明显差异,其试验结果更能反映非饱和土试样的基本变形性质。

一种新的二维图像测量系统标定方法

为解决现有二维图像测量系统标定所存在的问题 ,提出了一种新的二维图像测量系统标定方法—网格式平行线标定方法 .该方法采用了CCD亚像素细分技术及调焦技术 ,可直接得到纵横两个方向的像素当量 .理论分析及实验结果均表明 ,该方法具有标定简单、精度高、重复性好等优点 .对方法的精度进行了较详细的分析 ,并给出了实验结果 .

复杂流动下泥沙起动概率的图像测量

提出了一种适合于复杂流动下泥沙起动概率的测量方法——图像测量法.该方法对床面上砂颗粒的运动图像进行采集,根据采集到的图像采用互相关算法计算出砂颗粒的运动速度,由砂颗粒运动速度得到泥沙的起动概率.采用该方法测量了槽道流动及后台阶流动2种情况下床面泥沙的起动概率.在槽道流动下,床面泥沙的起动概率随着床面剪应力的增大而增大.由本文测量方法得到的临界起动剪应力与希尔兹曲线所得到的结果相一致.在后台阶流动下,测量结果表明,再附点附近处泥沙的起动概率最大.这一结果能够解释在后台阶下游床面局部冲刷实验中发现的再附点附近冲刷最为严重的现象.

图像测量中光斑尺寸优化及性能分析

该文从数理统计学的角度 ,并在假设光斑能量和探测器噪声分别为高斯分布和泊松分布情况下 ,对图像测量中 CCD敏感面上光斑图像的位置估值性能进行了深入分析 ,并从统计意义上得出了光斑图像的位置估值性能与光斑尺寸之间的定量关系 。

三轴试样变形数字图像测量误差和精度分析

计算机数字图像识别技术为三轴试验土样变形测量提供了一种简单并且有效的测量方法 ,它不仅可以克服常规测试方法存在的诸多缺陷 ,而且具有相对较高的测试精度 .比较详细地分析了土样变形数字图像测量系统的各种可能误差源 ,讨论了各种误差的影响并提出相应的消除和减小误差的办法 .实际测试检定表明 ,数字图像测量系统在三轴试样变形测量中的应变测量精度为 1 0 - 4 ,高于常规测量方法的测试精度 ,能够满足土样变形高精度测量的要求 .

基于数字图像测量技术的粉煤灰三轴试样剪切带研究

以粉煤灰作为试验土体,充分利用数字图像测量技术的面场特性,研究三轴试样剪切带的形态、出现剪切带试样的应力应变特性以及剪切带的形成条件和影响因素。试验在改进的高精度三轴仪上进行,为了分析比较,选择不同密度、围压、试样高度和饱和度的三轴试样,共进行了20组固结排水剪切试验。结果表明,粉煤灰三轴试样中出现的剪切带形态各异,没有可以遵循的规律。在试验过程中出现剪切带的土体,其应力应变有明显峰值,剪切带初始形成时刻位于峰值强度之前,剪切带完全形成后,土体强度趋于残余强度。粉煤灰三轴试样出现剪切带的必要条件是土样具有较大的相对密度和相对较小的周围压力,相对较高的试样和饱和状态的试样比较容易出现剪切带。利用数字图像测量技术还可以成功记录三轴试样剪切带发育的全过程,比较容易地确定剪切带开始出现和完全形成的时刻。

角度的图像测量法

为提高角度测量的精度、速度以及扩大角度测量方法的应用领域,提出一种采用基于计算机视觉的图像测量技术进行角度测量的方法。通过对采集到的被测工件图像进行边缘检测、细化处理和霍夫变换,从而确定出其角度。实验结果表明,角度的图像测量法在测量精度、速度、抗噪声等方面具有很大的优势。

图像测量系统中的误差分析及提高测量精度的途径

为了进一步提高图像测量系统的测量精度，必需考虑影响测量精度的诸多因素，如：照明视场噪声、热电子噪声、ＣＣＤ性能、镜头畸变、量化误差、帧存与ＣＣＤ不同步、温度、振动、视频馈线等的影响。本文将分析这些误差对图像测量系统测量精度的影响，并给出消除或减小误差的有效方法。

微机械器件形状与尺寸的图像测量研究

采用面阵CCD作为图像传感器,结合微机械器件结构尺寸的测量特点,建立非接触式无损图像测量系统,并给出了典型平面几何尺寸的测量原理和算法。试验结果表明系统具有良好的稳定性和较高的精度。