谢柳辉，冯晓蕾，周 晓，王进举，任泓宇

（1.广东省特种设备检测研究院 东莞检测院，东莞523003；2.武汉理工大学 机电工程学院，武汉430070）

随着我国基础设施的不断建设，金属结构的应用场景越来越多。金属结构受到外力会发生形变，因此须要检测大型结构的塑性变形参数，目前的测量大多采用仪器测量法、 传感器测量法、GPS 测量方法等来实现[1-6]。仪器测量法存在测量速度慢、无法同时测量多点以及测量精度易受操作人员影响等问题[1-2]；传感器测量法会对测量对象本身造成干扰[4]；GPS 测量方法设备体积大，精度不高[7]。

因为基于机器视觉的图像测量技术具有非接触、远距离、高精度、测量范围大等[8]优点，近年来被广泛应用于医学诊断、工业测量、航空航天等领域[9]。然而视觉图像测量系统的精度受光源、待测目标特征、相机的抖动等影响较大[8]，难以在远距离测量时达到亚像素测量精度。

为了提高测量精度，在此设计出一种特殊的靶标系统，与光源进行无缝贴合，解决了其他视觉测量方案中光源不稳定，采集的图像噪声大等问题，然后通过将特殊靶标和亚像素边缘检测算法结合在一起，构建成亚像素精度测量系统。

1 金属结构变形测量系统组成及工作原理

基于机器视觉的金属结构变形测量系统由光源靶标系统、图像采集及处理系统组成，如图1 所示。

图1 基于机器视觉的金属结构形变测量系统组成Fig.1 Composition of metal structure deformation measurement system based on machine vision

首先将光源靶标固定于待测点，再将图像采集系统固定于测量位置，利用图像处理系统求出待测点的位移。……