● 摘要
瞄准线(LOS, Line of Sight)作为一类特殊的机载、舰载设备，主要是完成目标物的瞄准、识别和跟踪。本文作为瞄准线稳定结构理论分析的后续课题，目的是以瞄准线跟踪装置所拍摄图像为基础，将图像处理和力学相关理论和算法相结合，通过理论分析、编程仿真，将运动物体的外形和运动信息加以分离，恢复出物体的运动，进而识别出目标物体的模态参数。最后通过实验加以验证，从而达到利用相机拍摄的图像序列实现典型结构相关运动参数识别的目标。目前，图像分析技术已广泛应用于地质勘探、人工智能、工业检测等领域，但在力学特性分析中的应用较少。本文首先从单个刚体的平动加转动出发，进行仿真建模分析。在其上选取四个特征点，通过因子分解法识别并分离出刚体的外形和运动参数。之后以悬臂梁为例，选取一定数量的特征点，先运用因子分解法将结构运动参数和外形信息分离开，得到各个特征点的运动轨迹，之后通过实施特征系统实现算法(ERA, Eigen-system Realization Algorithm)识别出结构的模态参数。特别是当测量仪器，即CCD(Charge Coupled Device)相机受到扰动时，仍然能够分离掉扰动的运动形式，保证较好的识别效果。将识别出的悬臂梁前五阶频率与ANSYS计算结果进行比对，结果吻合很好。最后通过实验对仿真分析结果加以验证，并通过小波对图像进行了消噪处理，结果可靠，证明该方法可行。对于瞄准线识别目标物以及工程中利用光学图像识别结构动态特性具有较高的参考价值。