一种基于激光多普勒测振仪的图像振动测量系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113029317A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202011466568.4(22)申请日2020.12.14(71)申请人深圳大学地址518000广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人傅愉张青川缪泓盛志鹏郜泽仁于起峰(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414代理人颜思晨(51)Int.Cl.G01H9/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图2页(54)发明名称一种基于激光多普勒测振仪的图像振动测量系统(57)摘要本申请适用于振动测量技术领域，提供了一种基于激光多普勒测振仪的图像振动测量系统，包括：振动测试平台、激光多普勒测振仪LDV、频闪光源、控制器、至少2个相机以及电子设备。通过上述图像振动测量系统，能够同时得到具有高时间分辨率特性和高空间分辨率特性的三维振动测量结果。CN113029317ACN113029317A权利要求书1/2页1.一种基于激光多普勒测振仪的图像振动测量系统，其特征在于，包括：振动测试平台、激光多普勒测振仪LDV、频闪光源、控制器、至少2个相机以及电子设备，所述相机的帧率低于被测物体的振动频率；所述振动测试平台用于承载被测物体，并对所述被测物体施加激振力；所述LDV包含基于现场可编程门阵列FPGA的解调电路，所述LDV与所述控制器连接，用于采集所述被测物体的p点振动信号，并通过所述FPGA的解调电路对所述p点振动信号进行频率识别和相位识别，根据得到的识别结果、预设的相位间隔以及预设的周期间隔确定触发信号，将所述触发信号向所述控制器发送，所述p点为所述被测物体的任一点，所述预设的周期间隔根据所述至少2个相机中一个相机的帧率以及所述p点的振动频率确定；所述控制器分别与所述LDV、所述频闪光源以及所述至少两个相机连接，用于根据所述触发信号触发所述频闪光源在预设时长内为所述被测物体的表面照明，以及触发所述至少两个相机执行拍摄操作；所述至少2个相机分别与所述电子设备连接，用于分别对所述被测物体进行拍摄，并分别将得到的多张不同相位下的图像向所述电子设备发送；所述电子设备用于根据所述至少2个相机分别发送的所述多张不同相位下的图像，确定所述被测物体在一个振动周期内的三维振动测量结果。2.如权利要求1所述的图像振动测量系统，其特征在于，所述电子设备还与所述LDV连接，用于接收所述LDV采集的p点振动信号和识别信号，并显示所述p点振动信号和所述识别信号对应的时域波形及频谱，其中，所述识别信号为所述FPGA解调电路对所述p点振动信号进行频率和相位识别后得到的信号。3.如权利要求2所述的图像振动测量系统，其特征在于，所述电子设备还用于：设定所述LDV采集所述被测物体的p点振动信号时的参数，所述参数包括以下至少两项：采样频率、速度测量范围；接收用户发出的相位间隔调整指令，根据所述相位间隔调整指令调整所述振动测量系统的相位间隔，并向所述控制器发送作为预设相位间隔的所述相位间隔，所述控制器用于将所述预设相位间隔发送至所述LDV。4.如权利要求1所述的图像振动测量系统，其特征在于，所述电子设备在根据所述至少2个相机分别发送的所述多张不同相位下的图像，确定所述被测物体在一个振动周期内的三维振动测量结果时，具体用于：对同一相机发送的所述多张不同相位下的图像中相邻的2张图像：将前一相位下的图像作为参考图像，将所述前一相位的后一个相位下的图像作为目标图像；采用相同的划分方式将所述参考图像划分为N个参考子区域，以及，将所述目标图像划分为N个目标子区域，所述N为大于0的整数；针对每个参考子区域，分别计算各个所述目标子区域与所述参考子区域的相关性，得到所述参考子区域经变形后在目标图像中的位置；根据所述参考子区域经变形后在目标图像中的位置以及不同相机之间的位置关系，确定所述被测物体在一个振动周期内的三维变形信息。5.如权利要求4所述的图像振动测量系统，其特征在于，在所述确定所述被测物体在一个振动周期内的三维变形信息之前，所述电子设备还用于：2CN113029317A权利要求书2/2页获取标定图像，所述标定图像为已固定的所述至少2个相机逐个拍摄移动后的标定板得到的图像，或者，为所述标定板固定后，所述至少2个相机在不同位置对固定后的所述标定板进行拍摄得到的图像；依次提取所述标定图像的各个角点，根据提取的各个角点计算所述至少2个相机的内外参数；对应地，所述电子设备在根据所述各个所述参考子区域经变形后在目标图像中的位置以及不同相机之间的位置关系，确定所述被测物体在一个振动周期内的三维变形信息时，具体用于：根据所述至少2个相机的内外参数、所述各个所述参考子区域经变形后在目标图像中的位置以及不同相机之间的位置关系，