基于图像处理技术的位移测量系统文献综述

位移测量是工程领域中一项至关重要的任务，在结构健康监测、精密制造、机器人控制等方面具有广泛的应用。

传统的接触式位移测量方法存在精度受限、易受环境干扰等问题，而基于图像处理技术的非接触式位移测量方法近年来得到了快速发展。

本文综述了基于图像处理技术的位移测量系统的研究现状，首先介绍了图像处理技术的基本概念，包括图像预处理、图像分割、特征提取和图像匹配等；其次，重点阐述了基于图像处理的位移测量方法，包括基于模板匹配的方法、基于光流法的方法和基于特征跟踪的方法，并对各种方法的优缺点进行了比较分析；最后，展望了基于图像处理技术的位移测量系统的未来发展趋势。

关键词：位移测量；图像处理；模板匹配；光流法；特征跟踪

位移测量是指确定物体空间位置变化的过程，是工程实践中一项基础且关键的技术。

从桥梁、隧道等大型基础设施的结构健康监测，到机械加工、自动化生产线中的精密定位，再到机器人、无人驾驶等领域的自主导航，位移测量都扮演着不可或缺的角色。

传统的位移测量方法主要依赖于接触式传感器，例如应变片、位移传感器等。

这些方法需要与被测物体直接接触，容易对测量结果产生干扰，且在测量范围、灵敏度等方面存在局限性。

近年来，随着计算机视觉和图像处理技术的快速发展，基于图像处理的非接触式位移测量方法应运而生，并逐渐成为该领域的研究热点。

相较于传统的接触式测量方法，基于图像处理的位移测量方法具有以下优势：
1.非接触测量：无需与被测物体直接接触，避免了对测量过程的干扰，同时也能测量传统方法难以触及的物体；2.全场测量：能够获取被测物体表面的二维甚至三维位移信息，实现大范围、高密度的位移场测量；3.高精度、高灵敏度：通过图像处理算法可以实现亚像素级别的位移测量精度，满足精密测量的需求；4.成本效益高：随着硬件成本的不断降低，基于图像处理的位移测量系统具有更高的性价比。