摘 要： 介紹了基于普通USB數(shù)碼攝像頭與PC機(jī)作為硬件設(shè)備的視頻圖像振動(dòng)測(cè)試技術(shù)，并采用該技術(shù)識(shí)別了索模型的一階、二階模態(tài)參數(shù)。基于Matlab軟件編制相應(yīng)程序，獲取結(jié)構(gòu)振動(dòng)的位移時(shí)程曲線，采用模態(tài)分析確定索模型的一階、二階頻率以及相應(yīng)的振型。試驗(yàn)結(jié)果表明，該測(cè)振系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低頻結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)試是可行的,同時(shí)可以逐步應(yīng)用于工程實(shí)際。
關(guān)鍵詞： 視頻圖像；多項(xiàng)式擬合；索模型；振動(dòng)測(cè)試；索力測(cè)量

在工程實(shí)際使用過程中，拉索往往由于腐蝕和振動(dòng)等原因?qū)е滤髁λ沙?，拉索的損害將會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來災(zāi)難性的后果。索力的變化會(huì)影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布和結(jié)構(gòu)線型，因此索力可以作為結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評(píng)估的重要指標(biāo)。目前可供現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定索力的方法主要有：(1)壓力表測(cè)定法；(2)壓力傳感器測(cè)定法；(3)頻率法；(4)磁通量法；(5)光纖光柵振動(dòng)測(cè)試法。其中頻率法是目前索力測(cè)試的最佳選擇[1]。
圖像測(cè)量技術(shù)[2]具有表面全尺度、非接觸式、無負(fù)載效應(yīng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、重復(fù)可比性好、無設(shè)備損耗等優(yōu)點(diǎn)，不僅適用于靜態(tài)測(cè)量，也適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量，還可進(jìn)行全域高密度檢測(cè)。近年來數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)迅速發(fā)展，例如有劉敏[3]提出的結(jié)構(gòu)一維大變形識(shí)別的數(shù)字圖像邊緣檢測(cè)法；袁向榮[4]提出的結(jié)構(gòu)邊緣變形檢測(cè)一維DIC法，其邊緣識(shí)別精度可達(dá)到0.05像素；胡朝輝[5]提出的視頻圖像技術(shù)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試。
本文基于數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)，用普通數(shù)碼攝像頭、PC機(jī)作為硬件設(shè)備，結(jié)合Matlab軟件完成了視頻圖像振動(dòng)測(cè)試的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且采用該測(cè)試系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了索模型的振動(dòng)測(cè)量。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用該測(cè)振系統(tǒng)對(duì)低頻結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)量是可行的，并且在適當(dāng)?shù)陌才畔驴梢詼y(cè)得結(jié)構(gòu)的高階模態(tài)參數(shù)。
1 視頻圖像振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介
視頻圖像振動(dòng)測(cè)試是基于圖像測(cè)量技術(shù)的一種新的振動(dòng)測(cè)試方法，相比常規(guī)振動(dòng)測(cè)試方法