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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