[发明专利]基于高速视频测量的水下振动模拟测试系统及测试方法

说明书

本发明涉及一种基于高速视频测量的水下振动模拟测试系统及方法，其中水下振动模拟测试系统包括水下高速相机、测试水池、水上控制装置、测试对象和造浪装置，测试对象固定在测试水池内，水下高速相机安装在测试水池的侧壁上，水下高速相机的镜头对准测试对象，水上测试系统与水下高速相机进行电连接，测试水池内填充有水，水下高速相机和测试对象分别设置在水面下，造浪装置设置在水面上。与现有技术相比，本发明具有验证结果准确、稳定性好、实用性强等优点。

技术领域

本发明涉及水下振动测试及验证技术领域，尤其是涉及一种基于高速视频测量的水下振动模拟测试系统及测试方法。

背景技术

伴随着大规模的海洋开发利用工程活动，精确提取水下结构对象在工程实验过程中的瞬态三维形成为了当前视频测量的前沿研究问题，也是海洋工程等领域高速实验的新测试方法，具有重要的应用需求。目前对水下设备的检测和测量方法主要有：声纳法、电磁波传感检测、光线传感器、水下激光成像检测等。基于视觉的水下测量技术由于灵活方便成本低的优点，得到了广泛的研究。

中国专利CN105698767B中公开了一种基于视觉的水下测量方法，该专利中的水下测量方法利用建立的较为准确的水下成像模型实现相机的精确标定。利用相机标定参数实现了水下的二维测量和双目的三位测量，该专利中的水下测量方法仅适用于水下静态对象尺寸测量的场景，应用场景较为单一，无法解决水下动态目标运动参数测量的难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种验证结果准确、稳定性好的基于高速视频测量的水下振动模拟测试系统及测试方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于高速视频测量的水下振动模拟测试系统，所述的水下振动模拟测试系统包括水下高速相机、测试水池、水上控制装置、测试对象和造浪装置；所述的测试对象固定在测试水池内；所述的水下高速相机安装在测试水池的侧壁上，水下高速相机的镜头对准测试对象；所述的水上控制装置与水下高速相机进行电连接；所述的测试水池内填充有水；所述的水下高速相机和测试对象分别设置在水面下，造浪装置设置在水面上。

优选地，所述的水上控制装置包括工控机；所述的工控机与水下高速相机进行电连接。

更加优选地，所述的水上控制装置还包括同步控制器；所述的同步控制器的一端与工控机进行电连接，另一端与水下高速相机进行电连接。

优选地，所述的测试对象包括目标物以及均匀贴装在目标物上的若干个控制点标志。

优选地，所述的水下振动测试模拟系统还设有用于对测试水池进行照明的照明光源。

一种用于上述基于高速视频测量的水下振动模拟测试系统的基于高速视频测量的水下振动测试方法，所述的水下振动测试方法包括：

步骤1：对实验场景进行布设；

步骤2：对视频测量网络进行布设；

步骤3：进行高速视频测量，并对测量结果进行验证；

步骤4：进行水下振动测试。

优选地，所述的步骤3具体为：

进行高速视频测量，并根据验证指标对测量结果进行验证；

验证指标包括成像质量验证、设备密封性验证、数据传输存储质量验证、水下相机标定验证以及三维重建精度验证。

更加优选地，所述的成像质量验证的方法为：

沿垂直于水下高速相机镜头方向，以不同的距离拍摄同一标定板，对拍摄的标定板影像进行标定点识别，根据识别结果判断成像质量。

更加优选地，所述的三维重建精度验证方法为：