基于视频的振动测量技术研究进展

振动测量是保障结构安全和良好状态的基本手段。高精度的振动测量可为结构设计、安装调试、健康管理等振动试验提供精确的输入与响应测试。相较于传统的振动测量手段,基于视频的振动测量技术将相机的全部像素转化为高精度振动传感器,利用视频图像方式让人们肉眼可视结构在物理世界的真实振动形态,具有非接触、全视场、高空间分辨率、灵活方便等优点,近年来受到业界的广泛关注。该文主要介绍了视频振动测量技术的系统构成与测量过程、当前主要方法和相关技术最新进展,并总结了视频振动测量技术与其他技术相比存在的优势。通过分析与对比,肯定了视频方法是解决振动测量问题的有效手段和对传统测量方法的有力补充,随着相关技术和硬件设备的发展,视频振动测量方法将具有越来越大的研究意义和应用价值。

基于图像相位的视频微振动测量分析方法

对低频微振动的测量在机械监测、故障诊断方面有着广泛的需求,而非接触式测量由于具有无需接触工件、可测量柔软易碎工件等特点,具有更加广阔的使用场景。视频振动测量方法作为非接触式测量方法的一种,因其具有安装方便、非接触测量、面阵扫描等优点,在低频测振场景下具有一定的优势。介绍了基于图像相位的视频测振原理和方法,采用高帧率的工业相机拍摄待测物体的振动画面,用图像序列中的像素位移表征振动信号,利用Riesz变换结合图像金字塔求解特定尺度下的局部相位,并基于图像相邻序列的相位变化对高速振动信号进行编码,再通过频谱分析振动的动态特性和模态,设计带通滤波器提取感兴趣的振动模态,通过图像分解和重组算法进行可视化放大。通过实验表明,即使是微弱到肉眼无法观测到的振动信号,图像的局部相位依旧有较强的特征表达能力,可以提取振动的波形,准确地分析振动频谱和模态。能够快速扫描出场景中存在振动的具体位置,实现亚像素级微振动信号的测量,并为振动的成分分析提供参考。