基于视频图像边缘检测技术的斜拉桥振动研究

发布时间：2023-04-04 22:27

　　结构振动测试及模态参数识别是研究结构动特性的基本方法,在桥梁结构健康监测和安全评估中占据着十分重要的地位。传统的振动测试属于接触式测量,为了全面掌握其振动特征,需在结构的多个部位布设传感器,具有现场准备工作繁琐、现场抗干扰能力差、测试密度低、试验耗时长等缺点,因此发展一种具有非接触式、现场操作便捷、抗干扰能力强、表面全尺度等优点,并且能够实现自动记录、处理连续数据的实时测量技术是非常必要的工作。本文针对斜拉桥实验模型,通过分别采集斜拉桥主梁和索的振动视频,再将振动视频分解为逐帧序列数字图像,运用二维正交多项式拟合法对每幅图像进行亚像素边缘识别检测,获取各时刻斜拉桥边缘各点位置,经Matlab程序读取整个振动过程斜拉桥边缘数据,即可得到斜拉桥边缘各点的振动时间历程,进而通过DASP系统对测得数据进行模态分析,得到斜拉桥振动频率和振型。本文对此方法进行了理论探讨和实验验证。本文通过上述图像边缘检测技术,检测得到实验室斜拉索模型的模态数据。针对实桥检测的性质,对该技术作出部分调整。通过采集某实桥斜拉索的振动视频,检测出该索的前三阶频率,与动测仪所得数据对比,误差在合理范围之内,可满足工程检测...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 论文的研究意义
    1.3 数字图像技术国内外研究现状
    1.4 结构系统的模态参数识别综述
        1.4.1 模态分析技术的应用
        1.4.2 模态参数识别方法
    1.5 研究内容与研究方法
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究方法
第二章 视频图像边缘检测技术的基本原理
    2.1 概述
    2.2 数字图像的成像过程
    2.3 视频分解及数字图像的预处理
        2.3.1 从视频中获取图像
        2.3.2 数字图像的预处理
    2.4 数字图像边缘检测
        2.4.1 整像素边缘检测
        2.4.2 亚像素边缘检测
    2.5 基于视频技术的振动信号采集与位移提取原理
    2.6 拍摄注意事项
        2.6.1 透视原理对数字图像的影响
        2.6.2 点光源在传播过程中的扩散
        2.6.3 18度灰曝光原理
    2.7 本章小结
第三章 斜拉桥主梁的模态参数识别实验研究
    3.1 概述
    3.2 实验模型与设备
    3.3 斜拉桥模型有限元法模态分析
    3.4 基于DASP系统的斜拉桥模态分析试验
    3.5 基于视频图像边缘检测技术的斜拉桥主梁振动实验研究
        3.5.1 实验过程及结果分析
        3.5.2 结果对比分析
    3.6 基于三维视频图像边缘检测技术的斜拉桥主梁振动实验研究
        3.6.1 时间标定系统
        3.6.2 振动幅度标定系统
        3.6.3 实验过程及结果分析
    3.7 本章小结
第四章 斜拉索的模态参数识别实验研究
    4.1 概述
    4.2 实验设备与材料
    4.3 基于视频图像边缘检测技术的斜拉索振动试验研究
        4.3.1 实验过程及结果分析
        4.3.2 索力计算及结果分析
    4.4 本章小结
第五章 实桥斜拉索的模态参数识别实验研究
    5.1 试验斜拉桥概况
    5.2 基于动测仪系统的斜拉索频率试验
    5.3 基于视频图像检测系统的斜拉索频率试验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表学术论文情况



本文编号：3782168