基于单帧图像的物体面内位移和速度测量

作     者：曹森鹏 曹益平 CAO Sen-peng;CAO Yi-ping

作者机构：四川大学光电系四川成都610065 平顶山学院电气与机械工程学院河南平顶山467000 

出 版 物：《光电子．激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2016年第27卷第11期

页      面：1181-1185页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家科技重大专项(2009ZX02204-008) 国家"863"计划(2007AA01Z333)资助项目 

主　　题：位移测量 速度测量 傅里叶变换去隔行 隔行扫描 摄影测量 亚像素定位 

摘      要：为了实现单帧图像检测物体两个运动状态的目的,提出了一种利用隔行扫描摄像机采集单帧图像测量物体在远动平面内的位移和速度的新方法。隔行扫描方式的摄像机采集在平面内运动物体的一帧图像,是由相隔一个场周期时间采集的奇场和偶场图像组成,每个单场图像经过傅里叶变换去隔行算法处理,获得与单场对应的帧图像质量相当的去隔行图像。根据物体与背景对光的反射率不同,提取物体的轮廓获得二值化模板,计算质心获得亚像素的定位精度,通过标定获得匹配点的空间坐标,进而计算在一个场周期时间内的位移和平均速度。对面内匀速运动物体的实验中,被测速度的最大绝度误差为0.35mm/s,相对误差为0.78%。实验结果证明本文方法的有效性。