动态投影栅线的加窗傅里叶分析方法

【摘要】：由于动态测量可以对分析振动或者连续变形物体的动态响应和变形提供有效信息,因此本文提出一种基于动态投影栅线的全场非接触测量振动或者连续变形物体的位移,速度,加速度的方法。将正弦栅线投影到连续变形的物体的表面,采用高速摄像机采集一系列随时间变化的被变形调制的栅线投影图。一般来说,相移法至少需要三幅图才能提取出相位,所以在动态测量中并不适合。相比较被广泛运用的进行全局变换的傅里叶变换方法,加窗傅里叶变换可以进行局部分析,减少不同位置点之间的影响,对于噪声可以更好的抑制,由此被用于提取单幅栅线图的瞬时相位。将第一副图作为参考,经过对序列投影栅线图的空间域的加窗傅里叶变换处理,得到包含位移信息的三维复相位矩阵。通过对包裹相位采用时域相位展开,得到瞬时位移分布。再通过加窗傅里叶脊对得到的位移在时间域上的分析,进一步提取出物体的速度,加速度分布。连续振动悬臂梁的动态测量实验证实了提出的方法的有效性。实验结果表明,投影栅线结合加窗傅里叶分析能够用于动态测量,能够得到振动或者连续变形物体每个点的瞬时的位移,速度,加速度分布。