一、成果名称

基于视频的全场高精度振动测试、结构健康监测系统及仪器设备

二、项目介绍

1.详情

随着经济建设的快速发展和科学技术的不断提高,对工业设备的性能要求以及产品的精密化程度也提出了更高的要求,尤其在测量技术领域。在电子工业,汽车工业以及医学影像等领域都需要对位置,位移和振动等进行测量,常用测量方法以接触式为主,如位置传感器,拉线式位移计和 GPS 卫星测量法等,随着基础硬件技术的突破,非接触式测量也逐渐在工业中应用,如激光,超声波和视觉等测量技术,视觉测量技术可以远离被测物体,采用摄像头对被测物的移动进行图像采集,再通过计算机进行有关的数据分析得出精确的位移,不仅可以测量静态物体,还对动态物体进行跟踪测量。机器视觉作为革新技术,可以满足目前国内工业的高精密自动化生产需求。在二维平面中,视觉测量已经趋于成熟,但仍存在摄像机倾斜导致三维点测量偏差,运动目标提取与识别难的问题。

2.产品性能优势

团队研发的基于视频的全场高精度振动测试、结构健康监测系统及仪器设备，研究了视频运动放大技术的基本原理，并开发相应算法，可从时域视频数据入手，通过对数据频域多尺度分解,将其分解为不同的空间频域，获得视频中振动结构的细微变化从而获得结构振动的重要信息，可以实时显示通过多尺度选择的特定频域尺度上的细微变化，提出基于计算机视觉的结构微弱振动测试方法。特点是可为各类结构系统振动测试提供一种非接触、高空间分辨率、无标记的三维振动测试方法，通过直接测量和数据处理，可获得的结构力学参数包括：振动位移、振动速度、振动加速度，振动固有频率、主振型，结构应变等。目前位移精度已经达到μm 级，振动频率与激光测振误差小于 1%；应变测量值和应变片测量精度小于 2%。

3.市场前景及应用

仪器设备主要用于航天、航空、风电、能源动力、土木等领域装备和结构的振动测量和健康监测方面。例如：核电管路等关键设备的振动监测、空间站及卫星太阳能帆板的振动测试，火箭发射过程监测、风力发电机叶片振动、应变测量，飞机机翼静力实验应变测量等等。振动监测设备市场调研报告显示，2021 年，全球振动监测设备市场规模达到 964.69 亿元（人民币），中国振动监测设备市场规模达 310.15，同时报告中也给出了 2021 年中国振动监测设备进口和出口金额。报告预测至 2027 年，全球振动监测设备市场规模将会达到 1432.16 亿元，预测期间内将达到 6.8%的年均复合增长。

4.技术成熟度：工程样机

5.合作方式：面议

6.负责人：徐自力