[发明专利]一种利用光学原理来测量物体振动的方法及其装置

说明书

本发明公开了一种利用光学原理来测量物体振动的方法及其装置，属于高速摄像技术与计算机视觉技术领域，该方法具体包括以下步骤：电脑上配备专业软件，并连接激光测距仪，通过激光测距仪自动测量高速摄像机到被测量物体的距离；高速摄像机连接电脑，通过电脑上配备专业软件自动调节高速摄像机的各种参数，对被测物体进行高速摄像；电脑内置图像分析软件，通过图像分析软件得到被测量物体图像在高速摄像机图像传感器上成像的移动位置，根据成像原理得到物体实际的两个方向的振动位移；通过数据处理和图像放大直观地将物体的振动情况动态显示出来。该方法具有数据采集快，全视场测量、非接触测量、高精度和自动化程度高的特点，且测量结果直观。

技术领域

本发明涉及高速摄像技术与计算机视觉技术领域，更为具体地，涉及一种利用光学原理来测量物体振动的方法及其装置。

背景技术

振动，是自然界中所有物体无时无刻不在发生的一种现象，利用高速摄像机进行高速视觉测量是建立在高速摄像技术与计算机视觉研究基础上的一门新兴测量技术。传统的测量物体振动的方法，通过振动传感器及数据采集器进行振动信号采集，这种方法，数据采集慢，需要进行接触测量，还需要忍受现场高温、高压、测量不便(高塔、管线)环境的影响，测量结果不直观，仍需专业的故障诊断分析师对现场故障进行测量诊断。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用光学原理来测量物体振动的方法及其装置，利用高速摄像机摄像视频中提取有用的信号，获得所需的各种参数，该方法具有数据采集快，全视场测量、非接触测量、高精度和自动化程度高的特点，不受现场高温、高压、测量不便(高塔、管线)环境的影响，测量结果直观，无需专业的故障诊断分析师，即可以直观对现场故障进行测量诊断。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种利用光学原理来测量物体振动的方法及其装置，包括以下步骤：

S1，在电脑上配备专业软件，并连接激光测距仪，通过激光测距仪自动测量高速摄像机到被测量物体的距离；

S2，高速摄像机连接电脑，通过电脑上配备专业软件自动调节高速摄像机的各种参数，对被测物体进行高速摄像；

S3，电脑内置图像分析软件模块，通过图像分析软件模块得到被测量物体图像在高速摄像机图像传感器上成像的移动位置，根据成像原理得到物体实际的两个方向的振动位移；

S4，通过数据处理和图像放大直观地将物体的振动情况动态显示出来。

进一步的，所述S4步骤还包括：若录取的高速图像每一帧都做相同处理，则可以得到被测对象一串连续的在空间中的相对位移数据。

进一步的，所述相对位移数据通过数字滤波处理，得到被测物体在空间的振动波形，以正对摄像机的面为垂直参考面。

进一步的，所述相对位移数据通过数字滤波处理，获取被测物体在X、Y两个方向的振动位移，其中，X为水平方向，Y为垂直水平方向。

一种利用光学原理来测量物体振动的装置，包括配备专业软件的电脑、激光测距仪和高速摄像机，所述激光测距仪和所述高速摄像机分别与电脑连接，所述电脑内置图像分析软件模块、图像采集软件模块和可编程自动化测量软件模块，所述图像采集软件模块分别与所述高速摄像机连接、所述图像分析软件模块连接，所述可编程自动化测量软件模块与所述激光测距仪连接。

本发明的有益效果是：