[发明专利]一种目标匹配分析的拉索模态测量方法

权利要求书

1.一种目标匹配分析的拉索模态测量方法，其特征在于，

在拉索上布置若干标记点；

获取布置若干标记点后的拉索的振动视频；

将振动视频分解为单帧图像，按照时间序列量化为数字矩阵；

对每一帧图像中标记点进行匹配识别分析，获取不同图像中标记点随时间变化的位移曲线；

通过时域频域处理分析方法，从位移曲线中获取拉索振动频率；

根据获取的拉索振动频率，利用振动频率法求解拉索索力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标记点的形状包括方形或圆形，形状内部填充为纯色或者散斑。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过视频采集设备获取布置若干标记点后的拉索的振动视频。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将振动视频分解为单帧图像，按照时间序列量化为数字矩阵的过程包括：

将振动视频分离为单帧图像进行数字量化处理变为一个二维数组用函数f(x，y)表示，

其中，x，y代表像素点在图像中的坐标位置，M，N代表图像大小为M*N。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对每一帧图像中标记点进行匹配识别分析前，先对标记点进行标定，标定板采用方形圆点标定板。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在标记点上选择参考子区域，采用DIC目标匹配分析方法对子区域内每一帧图像进行匹配识别分析。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在标记点上选择参考子区域，采用DIC目标匹配分析方法对子区域内每一帧图像进行匹配识别分析的过程包括：

在标记点上选取测量点(x₀，y₀)，确定以该点为中心、大小为(2M+1)×(2N+1)的矩形为参考子区域，经过变形，点(x₀，y₀)运动至点(x′₀，y′₀)，以点(x₀，y₀)为中心的参考子区域的灰度f(x，y)变为以点(x′₀，y′₀)为中心的变形子区域的灰度g(x′，y′)，通过两者之间的相关系数c＝C[f(x，y)，g(x′，y′)]的计算，完成灰度的匹配搜索，确定中心点(x₀，y₀)的位置，其中相关系数的函数表达式为

其中，x_s、y_t代表图像中横坐标为s纵坐标为t的像素点，M、N代表图像大小为M*N。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过时域频域处理分析方法，从时域图像中获取拉索振动频率的过程包括：

对获得的时域图像，首先利用小波分析法对时域特征进行提取分析，然后通过快速傅里叶变换获得频域特征，计算出拉索振动的频率；

针对不同的位移图像使用的小波函数为Shannon小波、Gaussan小波、Morlet小波以及Mexican小波中的一种，各自函数表达式为：

Shannon小波：

Gaussan小波：

Morlet小波：

Mexican小波：

其中，t代表时间，i是复数单位，ω代表无量纲中心频率。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过时域频域处理分析方法，所述根据获取的拉索振动频率，利用振动频率法求解拉索索力的过程包括：

根据获取的拉索振动频率，利用振动频率法求解拉索索力，通过实验模态分析方法，绘制拉索振型图像。