[发明专利]一种基于线程池并发技术的实时在线的视觉振动测量方法

权利要求书

1.一种基于线程池并发技术的实时在线的视觉振动测量方法，其特征在于：该方法通过高速相机录制目标物体的振动视频，计算机内置的振动测量软件提取出上述目标物体的振动视频包含的每一帧图像，储存在计算机内置的振动测量软件开辟出的内存池中，并通过计算机内置的振动测量软件创建线程池，线程池中不同的线程有序提取内存池中相应的图像帧，并发分析得到物体的振动特性。

2.根据权利要求1所述的一种基于线程池并发技术的实时在线的视觉振动测量方法，其特征在于：其步骤如下：

步骤一、获取被测目标物体的振动图像

固定平面标靶到被测目标物体上，调整高速相机方向与镜头焦距，使固定有平面标靶的被测目标物体在高速相机上清晰成像，将实际标靶与标靶的成像对比，对高速相机成像进行标定，得到图像与实际物体的尺寸换算关系M；高速相机对被测目标物体拍摄一段振动视频，计算机内置的振动测量软件提取出该视频包含的每一帧图像，图像帧编号为j(j＝1、2……)；

步骤二、创建线程池并分配图像帧

在计算机内置的振动测量软件中开辟一块内存池用于保存高速相机所获得到的目标物体在一段时间内的一定数目帧数的图像；并由计算机内置的振动测量软件创建一个包含多个线程的线程池，该线程池内的线程可以并行运行于不同CPU内核，每个线程都有一个自身编号，该编号为i(i＝1、2、……m，m为线程池的线程总数目)，其中，m为正整数；

每一个带有自身编号的线程有序地从内存池中提取相应编号的待分析的图像帧，其提取规则是，第i号线程应分析第j帧图像，其中j＝i+n×m(n＝0、1、2……)；

步骤三、图像处理

计算机内置的振动测量软件提取步骤一中的振动视频的第1帧图像，依据图像处理技术，提取出某测量点的图像特征，计算第1帧图像的该测量点图像特征中心位置，并标记在所有的线程中；

第i号线程提取出第j帧图像的相应测量点图像特征，计算第j帧图像的该测量点图像特征中心位置，并与计算出的第1帧图像的该测量点图像特征中心位置进行比对，得到第j帧图像对应的测量点的图像位移；然后根据步骤一中得到的图像与实际物体尺寸换算关系M，将第j帧该测量点的图像位移换算成实际的位移；

将所有测量点对应的图像帧的位移信息分解到x、y两个维度上，绘制目标物体振动的位移波形；将两维位移信息做一阶微分运算得到速度信息，绘制目标物体振动的速度波形；根据前面获得的速度信息做一阶微分计算得到加速度信息，绘制目标振动的加速度波形；根据前面获得的位移、速度、加速度信息，做快速傅里叶变换运算得到频域信息，得到振动的频谱，绘制目标振动的频谱波形；根据前述步骤得到的时域和频域信息，可以对振动数据进行统计分析，计算物体的振动模态、监控工作状态，进行故障分析与诊断。

3.根据权利要求2所述的一种基于线程池并发技术的实时在线的视觉振动测量方法，其特征在于：对相机成像进行标定的方法为：固定平面标靶到被测目标物体上，调整高速相机方向与镜头焦距，使包含平面标靶的被测目标物体在高速相机上清晰成像；高速相机对目标物体的振动情况进行拍摄，得到目标物体的振动视频；由计算机内置的振动测量软件对得到的视频提取出第1帧图像；选取平面标靶所在的图像区域，依据标靶特征识别算法，识别出平面标靶的范围区域；以平面标靶的中心点为坐标原点分别在物体上和图像中建立两个坐标系，根据事先已知的平面标靶实际尺寸和识别出的标靶特征范围区域在图像上的尺寸，计算出高速相机标定的图像与实际物体尺寸换算关系M。

4.根据权利要求2所述的一种基于线程池并发技术的实时在线的视觉振动测量方法，其特征在于：所述的计算机内置的振动测量软件自动获取到计算机的CPU并发内核数目，并创建与CPU并发内核相同数目的线程形成线程池来进行图像分析和计算的并发执行。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种基于线程池并发技术的实时在线的视觉振动测量方法，其特征在于：所述的高速相机采用CCD或CMOS高速相机，高速相机的采样帧率在100fps以上，本方法能测量到的物体最大振动频率是相机采样帧率的1/2。