基于图像相位与广义曲波变换改进的旋转机械振动测量研究

作     者：张文笛 李鸿光 周吉文 王锦鸿 李振平 ZHANG Wendi;LI Hongguang;ZHOU Jiwen;WANG Jinhong;LI Zhenping

作者机构：上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 北方车辆研究所北京100072 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第24期

页      面：35-44页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金联合基金(U23B6001) 国家重点研发计划(2023YFF0713400) “十四五”装备预研共用技术(50910050302)资助项目 

主　　题：视觉测振 多尺度分解 广义曲波变换 双滤波 旋转机械 

摘      要：随着数码相机和数据存储技术的发展,基于视觉的测量技术引起了研究学者的广泛关注。最近,一种基于图像相位的运动估计算法凭借亚像素级别精度、高分辨率感知能力且无需表面预处理等优势得到了迅速的发展。然而,图像多尺度分解、空间频率估计等关键技术仍存在诸多不足之处。因此,在基于相位运动估计算法的基础上,提出一种改进的基于相位运动提取算法以提升计算精度。首先,使用广义曲波变换代替传统复数可控金字塔对视频中连续帧图像进行空间多尺度分析,沿径向和周向将图像分解成具有更紧凑空间支撑的频率响应子带;其次,结合O’Shea优化策略,使用双滤波算法估计和优化空间频率;再次,采用相位差和估计的空间频率计算结构的时域振动信号;最后,对转子系统进行了恒定转速和升速工况下动力学响应位移提取试验,从时域和频域上将本方法提取结果与电涡流传感器和现有方法结果进行对比,验证了所提出方法的准确性。