● 摘要
本文以桥梁、轨道及路基的振动测量为背景，采用高分辨率线阵CCD传感器为核心器件，结合光学技术、数字图像处理技术，数字信号处理技术设计并实现了一种高精度的非接触振动测量系统。完成了数据采集和处理软件，实现视频信号采集、数据存储、数据处理、测量结果分析等功能。论文主要完成的工作有：（1）介绍了整个测量系统的研究背景，根据实际需求提出设计指标，并据此设计并搭建了振动测量系统实验平台，论述了其相关设计原理和实现方法，包括光学测量原理、光学标码设计依据、图像的采集和存储方式，系统照明等。（2）在振动测量系统平台搭建的基础上设计并实现了相应的算法和软件，包括图像采集软件、图像处理软件以及参数测量与显示软件。完成了振动测量系统的开发。（3）介绍了图像清晰度评价函数的设计原理和实现方法、FFT算法的基本原理和算法流程以及亚像素边缘定位的相关原理和方法，设计并实现了一种针对一维图像的亚像素边缘检测方法。（4）论文最后对图像清晰度对振动测量结果的影响进行了分析、对亚像素边缘检测算法与常规边缘检测算法性能进行了比较，完成了对振动测量系统实验数据和测量结果误差分析，包括系统自身误差、环境干扰以及数据处理方法所产生的误差，并提出了相应的改进方法。