基于方格靶标的沥青混合料颗粒群变形跟踪方法

为探测沥青混合料内部颗粒群的变形情况,提出了一种基于方格靶标的抗干扰能力强、精度高、多目标跟踪的颗粒群变形分析方法。首先,将混合料车辙试件制成切片,在切面颗粒上印制5×5黑白相间的方格靶标,采集切面图像,捕捉该图像中的靶标图案,计算靶标中心点的位置坐标及靶标方位角,记录为颗粒的初始位姿。然后进行车辙试验,反复轮碾后,再次采集切面图像,提取颗粒群变形后的靶标图案,并由其计算靶标中心点位置及方位角,作为颗粒加载后的位姿。最后通过对比颗粒在两种位姿下靶标中心的位移量和靶标转角实现颗粒内部任意点的变形计算。在捕捉靶标的过程中,利用平行方格靶标明显的几何特征,使用边缘检测、投影技术,根据靶标图像旋转角度与边缘强度投影累加峰值的关系曲线,获得靶标角点阵列初始坐标及靶标角度候选值。在靶标位姿参数提取方面,主要通过角点阵列的亚像素搜索实现靶标中心点坐标高精度计算,结合靶标与集料纹理的图像相关性分析技术,完成靶标角度确定。试验结果表明:该方法能够实现颗粒群变形跟踪,为分析沥青混合料在荷载作用下内部颗粒群运动规律提供了一种有效的分析方法。

视觉测量中基于单应性矩阵的平面靶标图像特征提取

针对平面圆特征靶标和平面方格特征靶标图像,研究一种基于映射矩阵实现特征提取的新方法。根据靶标图像上至少4个角点位置的特征图像坐标及其对应的三维空间坐标建立靶标平面与像平面的单应性关系矩阵,结合已知的特征点空间坐标得到与已知空间坐标特征点相对应像面上特征点的粗略图像坐标,进而通过最小二乘椭圆拟合(圆特征靶标)或角点提取算法(方格特征靶标)得到精确的特征点图像坐标。相关实验表明,本文方法可以实现平面靶标图像特征的精确提取及与空间特征点的准确对应。