An uncertainty analysis for developed measurement vision system aided by numerical simulations

Abstract

The paper presents an optical non-contact method of measuring the static deflection structure in one plane. Displacements of measurement points of the structure under the load were computed by means of digital image correlation coefficient. The application of homography mapping enabled the deflection field to be computed from two images of the structure acquired from two distinct points in space. The model of the developed vision system were implemented and simulated in the MATLAB programming tool. The impact of the corner detector inaccuracy on the measurement results was investigated. The uncertainty propagation of the developed method was examined in a series of simulations. The distance of the camera and the focal length were investigated parameters of the system. In the paper, the variability of homography components as well as variability of displacements measured in each of the points of interest are presented.

W artykule zaprezentowano optyczną bezkontaktową metodę pomiarową ugięć statycznych konstrukcji w jednej płaszczyźnie. Przemieszczenia punktów pomiarowych obiektu będącego pod działaniem obciążeń zostały wyznaczone za pomocą znormalizowanego współczynnika korelacji. Zastosowanie przekształcenia homograficznego umożliwiło uzyskanie krzywej ugięcia konstrukcji na podstawie dwóch obrazów wykonanych z dwóch różnych punktów przestrzeni. Numeryczny model wizyjnego systemu pomiarowego został zaimplementowany w środowisku MATLAB. W pracy zbadano wpływ niedokładności detektora narożników Harrisa na wynik pomiarów. Propagacja niepewności opracowanej metody pomiarowej została wyznaczona w serii eksperymentów symulacyjnych. Badanymi parametrami systemu były: odległość kamery od obiektu oraz ogniskowa. W artykule przedstawiono zmienność elementów macierzy homografii oraz wartości przemieszczeń wyznaczanych przez system w każdym z punktów pomiarowych.