3.1  图像预处理 11

3.1.1  确定图像 ROI 范围 11

3.1.2  图像平滑 11

3.2  图像分割 13

3.2.1  边缘分割 13

3.2.2  本文选取的边缘检测方法 15

3.2.3  初步提取的目标物 17

3.3  柔性结构振动位移测量 19

3.4  柔性结构振动信号分析 19

3.5  本章小结 20

4  柔性结构振动测量实验研究 21

4.1  柔性结构振动测量系统软件 21

4.2  柔性结构振动测量实验 25

4.3  本章小结 27

5  总结与展望 28

5.1  总结 28

5.2  展望 29

致谢 30

参考文献 31

1  绪论

1.1  课题研究的背景和意义 

随着技术的飞速发展，对空间结构系统的性能提出了新的要求，从而有力地推动了智能结构的产生和发展。结构振动问题普遍存在于工业生产等各个领域，如机械、土木工程、造船、运输以及航空航天等等。因此，对结构的振动控制已成为各个工程领域亟待解决的一项关键技术，同时也是世界各国科研部门高度关注的热点之一。论文网

航天、航空技术不断发展的过程中，各类航天结构也日益趋于大型化、低刚度与轻型化方向发展[ ]。无疑轻型结构可以增加有效载荷的重量，提高运载工具的效率。大型结构可以增加空间结构的功能，如大型模块化的宇宙空间站，大的太阳能电池阵列可以为空间结构提供更加充足的能源，但同时也给结构的设计、制造和使用带来了一系列新的问题。这类大型柔性结构的模态阻尼小。如没有办法对其振动进行控制，在太空中运行时。如果有激振力的作用会引起大幅度的振动[ ]。这不仅会影响航天结构的工作，如姿态的稳定和定向精度等问题，还将使结构产生过早的疲劳破坏，影响结构的使用寿命，或导致结构中仪器的损坏。因此，航天器柔性结构的振动测量和控制问题已越来越受到重视。文献综述

近些年来，计算机技术和软件技术迅速发展，人们开始研究用计算机来模拟人的视觉功能，即机器视觉，或称计算机视觉。机器视觉通过图像获取装置采集目标物图像，然后进行图像处理，根据目标物的几何或统计特征，识别图像中的目标物，并测量目标物的尺寸、位置、姿态等信息，带动了振动测量的发展，在测量领域具有现实意义，从而使振动测量技术出现了一个崭新的局面。其应用和研究遍及航天、航空、石油、化工等部门及船舶、机车、桥梁、建筑等工程领域。

综上所述，计算机视觉的振动测量方法不需要直接在被测物体上安装传感器，减少了接触带来的误差，提高了测量的精度，通过数据采集卡采集数据，利用计算机对采集的信号进行分析和处理。本方法使得测量的灵敏度提高、实时显示并且安全性更好，可以高速度高精度的测量振动。因此，此课题的研究具有重要的意义。