第1章 概论 1
1.1高速视频测量的定义 1
1.2高速视频测量的发展 2
1.3高速视频测量的用途 5
1.4高速视频测量的国内外研究现状 7
1.4.1高速视频测量技术的国内外研究现状 7
1.4.2高速视频测量应用的国内外研究现状 10
1.5高速视频测量的关键问题 13
第一篇 理论方法 17
第2章 高速视频测量理论 17
2.1高速视频测量原理 17
2.1.1高速视频测量传感网络构建原理 17
2.1.2高速视频测量海量影像序列处理原理 21
2.2高速视频测量坐标系 23
2.2.1高速视频测量像素坐标系 23
2.2.2高速视频测量像平面坐标系 23
2.2.3高速视频测量像空间坐标系 24
2.2.4高速视频测量像空间辅助坐标系 24
2.2.5高速视频测量地面摄影测量坐标系 24
2.2.6高速视频测量内外方位元素 25
2.3基于共线条件方程的高速视频测量空间解析 26
2.3.1高速视频测量共线条件方程 26
2.3.2高速视频测量后方交会-前方交会 28
2.3.3高速视频测量直接线性变换 31
2.3.4高速视频测量序列影像整体光束法平差 33
2.4基于共面条件方程的高速视频测量空间解析 37
2.4.1高速视频测量共面条件方程 37
2.4.2高速视频测量相对定向-绝对定向 38
2.5高速视频测量传感器网络检校 43
2.5.1高速相机传感器网络检校 43
2.5.2高速相机传感器网络同步性检校 55
第3章 视频序列影像处理方法 56
3.1目标点识别与定位 56
3.1.1椭圆目标点识别与定位 56
3.1.2目标点自动识别与定位 67
3.1.3编码目标点识别与定位 71
3.1.4散斑目标点识别与定位 88
3.2左右影像目标立体匹配 96
3.2.1左右点集配准 96
3.2.2基于灰度相关的立体匹配策略 99
3.2.3基于核线约束的立体匹配策略 99
3.2.4基于可信度引导的立体匹配策略 101
3.3前后序列影像目标跟踪 103
3.3.1基于灰度的亚像素级匹配方法 103
3.3.2基于相位相关的亚像素级匹配方法 108
3.3.3序列影像目标点跟踪策略 113
第4章 结构形变参数计算与分析 116
4.1结构形变参数计算 116
4.1.1位移参数计算 116
4.1.2变形参数计算 116
4.1.3速度参数计算 117
4.1.4加速度参数计算 118
4.1.5频谱参数计算 118
4.1.6应变参数计算 119
4.1.7时序数据降噪 120
4.2结构表面形变场计算 124
4.2.1位移场计算 124
4.2.2应变场计算 125
4.3结构损伤识别与分析 126
4.3.1时序序列结构损伤识别 126
4.3.2结构表面裂纹探测 139
第二篇 软硬件系统 147
第5章 高速视频测量分布式系统 147
5.1分布式系统组成 147
5.2分布式硬件系统构建 147
5.2.1高速相机网络构建 147
5.2.2工控机-主控机网络构建 148
5.2.3硬件系统需求分析 150
5.3分布式软件系统构建 150
5.3.1分布式高速视频测量解析 150
5.3.2软件系统需求分析 151
5.3.3系统加速并行计算 154
5.4 工程方案设计 157
5.4.1实验流程介绍 157
5.4.2高速视频测量精度分析 161
第6章 硬件系统 164
6.1高速相机传感器网络 164
6.1.1传感器网络设计 164
6.1.2传感器网络构建 165
6.2高速相机成像系统 165
6.2.1高速相机 165
6.2.2高速成像系统组成及描述 168
6.3同步控制系统 169
6.4高速采集存储系统 170
6.5光源照明系统 170
6.6 UPS电源系统 171
第7章 软件系统 172
7.1高速视频测量软件系统 172
7.1.1系统设计 172
7.1.2功能模块设计 173
7.1.3高速视频测量系统v1.0介绍 182
7.2分布式高速视频测量软件系统 201
7.2.1系统设计 201
7.2.2新增功能模块设计 202
7.2.3分布式系统模型 202
7.2.4分布式高速视频测量系统v1.0介绍 203
第三篇 工程应用 215
第8章 高速视频测量在振动台实验的应用 215
8.1多层框架结构抗震稳健性振动台高速视频测量 215
8.1.1实验背景与模型设计 215
8.1.2高速视频测量方案 216
8.1.3数据结果与分析 218
8.2板式橡胶支座振动台高速视频测量实验 225
8.2.1实验背景与模型设计 225
8.2.2高速视频测量方案 225
8.2.3数据结果与分析 228
8.3堰塞湖堆积坝体模型振动台高速视频测量 233
8.3.1实验背景与模型 233
8.3.2高速视频测量方案 234
8.3.3结果与分析 236
8.4高层木塔振动台高速视频测量 240
8.4.1实验背景与模型设计 240
8.4.2高速视频测量方案 241
8.4.3结果与分析 242
8.5三层框架振动台分布式高速视频测量 243
8.5.1实验背景与模型设计 243
8.5.2高速视频测量方案 243
8.5.3结果与分析 245
8.6高层建筑振动台高速视频测量 248
8.6.1实验背景与模型设计 248
8.6.2高速视频测量方案 248
8.6.3结果与分析 249
8.7卫星颤振振动台模拟测试高速视频测量 250
8.7.1实验背景与模型设计 250
8.7.2高速视频测量方案 251
8.7.3结果与分析 251
第9章 高速视频测量在结构倒塌实验中的应用 253
9.1钢筋混凝土框架-剪力墙结构连续整体倒塌高速视频测量 253
9.1.1实验背景与模型设计 253
9.1.2高速视频测量方案 253
9.1.3数据结果与分析 254
9.2桁架倒塌实验高速视频测量 267
9.2.1实验背景与模型设计 267
9.2.2高速视频测量方案 268
9.2.3结果与分析 269
9.3网壳结构连续倒塌高速视频测量 279
9.3.1实验背景与模型设计 279
9.3.2高速视频测量方案 279
9.3.3结果与分析 283
第10章 高速视频测量在结构表面场形变监测中的应用 287
10.1岩石单轴受压断裂的表面位移场量测 287
10.1.1实验背景与模型设计 287
10.1.2高速视频测量方案 287
10.1.3结果与分析 289
10.2钢筋混凝土柱抗剪试验中的裂纹检测与特征提取 290
10.2.1实验背景 290
10.2.2高速视频测量方案 291
10.2.3结果与分析 291
10.3泥石流模拟冲击下的墙体全场形变监测 303
10.3.1实验背景与模型设计 303
10.3.2高速视频测量方案 304
10.3.3结果与分析 304
第11章 结论与展望 307
11.1结论 307
11.2展望 309
参考文献 310