电子产品世界

　　测量试验与结果

　　试验设备及系统软件设计

　　试验硬件：CCD——德国Basler A601f;镜头——Computar公司的H6Z0812镜头;图像处理卡——Matrox公司的Meteor-Ⅱ/1394卡;光源——自制的LED面光源。试验过程中采用材料试验机进行动态拉伸试验。所使用的材料试验机具体参数为：力测量精度在负荷传感器容量的0.4%～100%范围内，精度为示值的±0.5%;位移速度精度优于±0.5﹪(空载、检测距离大于20mm)。试验设备如图2所示：

　　在Windows XP操作系统下，利用Visual C++高级语言编制系统软件[6,7]，实现算法操作，系统界面及显示结果如图3。

　　根据试验数据的精密度评定方法，在试验中，得到的测量值M由真值T与实验误差δ两部分组成，即M=T±δ。真值是未知的，一般采用多次测量求算术平均值作为其真值。

　　采集频率对系统算法实现的影响

　　视频应变测量系统应用于动态图像测量，因此需研究影响系统数据结果的时间因素，即分析不同采集频率对小波变换期望亚像素算法精度的影响。

　　试验条件：三角架放在试验机上，固定摄像机，距试件大约200mm附近，具体距离根据工件图像清晰程度调节，装置如图2所示，用引伸计作为标记。打开试验机，开始试验，动横梁向下移动，选定横梁移动速度约3mm/min，工件进入拉伸试验阶段，摄像机采集试验数据，进行分析计算。具体试验参数如下：试验机拉伸速度3mm/min;光照度726LUX;物距192mm;测量标距50mm;光圈5;焦距14。

　　1、采集频率15帧/秒

　　在图4为在相机采集的数据中，把帧数换算为时间，与试验机采集的时间相匹配作为横坐标，纵坐标为变形值，虚线是引伸计采集数据，实线是相机采集的数据。

　　当采集频率7.5帧/秒时，相机采集数据与引伸计采集数据的平均误差为：

　　2、采集频率15帧/秒

　　同上处理得出，当采集频率15帧/秒时，相机采集数据与引伸计采集数据的平均误差为：

　　3、采集频率为30帧/秒

　　采集频率30帧/秒时，相机采集数据与引伸计采集数据的平均误差为：

　　通过对视频应变测量系统数据结果在不同图像采集频率下的分析，可以得出在光照、物距、焦距等外界因素不变的条件下，随着相机采集频率(7.5帧/秒、15帧/秒、30帧/秒)的提高，数据误差会随着增大。但该系统在30帧/秒情况下，可以满足一定的误差要求，而不至于误差过大，使得测量结果不精确。

　　结语

　　本文所设计的基于小波变换视频应变测量系统，精度较高，且具有一定的实时性要求，能够满足实际的需要。随着电子技术、机械科学、光学和计算机科学技术[8]的发展，应用于视频应变测量系统的精密边缘检测技术，将会有长远的发展。

　　参考文献

　　[1]聂毓琴，孟广伟.材料力学[M].长春：吉林科学技术出版社，2000.

　　[2]于起峰，陆宏伟，刘肖琳.基于图像的精密测量与运动测量[M].北京:科学出版社,2002.

　　[3]张学成,杨敏华,张英杰.灰度矩边缘精确定位法的测量应用探讨[J].计算机测量与控制，2006，14(11):1446-1449.

　　[4]李弼程，罗建书.小波分析及其应用[M].北京：电子工业出版社，2003.

　　[5]丁兴号.基于小波变换的亚像素边缘检测[J].仪表仪器学报,2005,8(26):801-804.

　　[6]David J,Kruglinski.Visual C++技术内幕[M].北京：清华大学出版社，1999.

　　[7]甄红涛，齐晓慧.一种非均匀行采集的智能车路径识别算法[J].电子产品世界,2010,11:27-30.

　　[8]盖素丽.基于CPU的数字图像并行处理方法[J].电子产品世界,2009,2:38-40.

关键词： 小波变换 视频应变测量 采集频率 30帧/秒 201104