CN106705857A - 一种激光表面位移自动监测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光表面位移自动监测***，涉及一种激光表面位移自动监测***是满足岩土工程信息化施工需要的监测设备，包括以下步骤：步骤1、监测***的基本技术原理，步骤2、监测***的标定，步骤3、评估位移测量精度，步骤4、测量装置的设计；本发明的目的是通过获取激光点投射在靶板上的光点的精确坐标的变化量得到安装激光器的表面位移变化，解决了在基坑工程、隧道工程监测中量大面广的表面位移监测问题。

Description

一种激光表面位移自动监测***

技术领域

本发明属于自动监测***技术领域，涉及一种激光表面位移自动监测***，适用于在基坑工程、隧道工程监测中量大面广的表面位移监测问题。

背景技术

目前，岩土工程监测主要以人工测量手段为主，虽然有静力水准仪等自动监测仪器，但市场价格昂贵，使得在岩土工程实践中，无法大量推广使用。如果能够开发价格适中，能够满足岩土工程信息化施工需要的监测设备，其市场前景是巨大的。

因此，整体考虑采用嵌入式***开发能在线智能读取位移值的传感***。对于读取激光点在靶板上的坐标，经过调研，有几种技术途径，一种是采用PSD或CCD感光芯片直接读取感光点坐标，这种方法造价较高。还有一种是采用精密加工方法将光纤构成阵列，然后采用阵列扫描读取感光点坐标，这种方法加工难度较大。最后一种方法是直接采用摄像头对感光靶板拍照，采用摄影测量方法读取坐标。最后一种方法造价较低，也必将易于实现，拟采用这种方法进行自动监测***的研制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种激光表面位移自动监测***，本发明的目的是通过获取激光点投射在靶板上的光点的精确坐标的变化量得到安装激光器的表面位移变化，解决了在基坑工程、隧道工程监测中量大面广的表面位移监测问题。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种激光表面位移自动监测***，包括以下步骤：

步骤(一)、监测***的基本技术原理；

利用激光的准直性，当A点激光射向B点时，B点的靶板上就存在一个光斑，如果B点(基准点)静止不动，当A点发生位移时，靶板上的光斑也相应发生移动。精确测量靶板上光点的坐标，即可获得A点位移的大小。并且可以在水平位移和垂直位移两个方向上获得位移值。

关闭激光器，获取没有光点的靶板RGB彩色图像照片，打开激光器，获取带光点的靶板RGB彩色图像照片，使用的摄像头像素为2592×1944。

将两张靶板RGB彩色图像照片分别进行灰度化处理。

将处理后的灰度图片进行相减操作，由于两幅图像仅有亮点处的图像不同，在相减操作之后，会出现明显的灰度差异。

对此灰度图像照片进行图像二值化处理，二值化阈值为最亮点灰度值的80％，得到的二值化图像。

在一般情况下，激光器所打的圆斑亮点是不规则的，为了准确打到光点的坐标位置，使用腐蚀算法将二值化图像进行腐蚀，为了加快腐蚀算法，根据实验的先验知识可知，激光器的光斑亮点像素不大于301×301，并进行图像截取；截取后的二值化图像像素大小不大于301×301。

此时，使用腐蚀算法对二值化图像进行腐蚀，选取腐蚀矩阵如式所示：

每次腐蚀后，若图像不全为0，则覆盖前一次图像，若图像为全0，则停止腐蚀，不覆盖原图像。

将图像中的亮点像素坐标取平均值，即得到激光器打在靶板上的坐标。

多次得到激光器射线在靶板上的坐标，即可测量得到安装激光器的结构表面位移。

步骤(二)、监测***的标定；

监测***的标定包括两个部分，第一是靶板的透视标定，第二是像素与距离的标定。

(1)靶板的透视标定

靶板和测量摄像头安装在测量盒上，由于工艺的原因，靶板和摄像头拍摄面无法完全平行，因此该测量装置在制作完成后需要进行透视标定。

在制作靶板的过程中，已经贴了一层标准距离的方格纸，间距为10mm，在得到靶板照片之后，可使用四点透视法获取透视变换系数，透视变换的过程如下：

(a)、选取靶板照片上任意一个正方形的四个顶点，依次是左上，右上，左下，右下，获取其像素坐标(xZS，yZS)，(xYS，yYS)，(xZX，yZX)，(xYX，yYX)；

(b)、根据式从原四边形获得新矩形宽和高；

则变换后的四个顶点坐标如式所示：

(c)、令B＝[X(1)，Y(1)，X(2)，Y(2)，X(3)，Y(3)，X(4)，Y(4)]^T，解如式所示的矩阵方程：

令

得到透视变换系数如式所示：

Xi＝inv(A)·B \*MERGEFORMAT (6)

其中，Xi为8×1阶矩阵，从而得到变换系数如式所示：

(d)、假设腐蚀算法得出的光点坐标为(x₀，y₀)，则需要按照式进行透视变换，得到最终坐标。

至此，完成了透视变换。

(2)像素距离的标定

在靶板的透视标定结束后，需要得到像素距离和实际距离的对应关系，根据靶板上的标准线，选取已经距离的两点坐标(x_1o，y_1o)，(x_2o，y_2o)，已知其距离为L，利用变换系数将其坐标变换为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，则距离标定系数如式所示：

根据此系数，可以得到两次激光器光对的移动距离。

步骤(三)、评估位移测量精度；

测量摄像头拍摄像素为2592×1944，靶板尺寸为133mm×100mm，两者比例如式所式：

因此，从理论上看，每两点的像素距离为100/1944<0.052mm，考虑光斑的重心坐标寻找和安装误差等影响，该测量装置位移测量精度需要在实际的稳定性测试中确定。

步骤(四)、测量装置的设计；

(1)、测量盒体的设计

测量盒体材质使用6061-T6合金铝，属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性，密度小质量轻，防腐蚀易安装。

盒体采用拼装结构，主体由六块板材组成。

盒体内部安装可调节支架，使用卡槽设计，用于安装测量摄像头。盒体两端采用插槽设计，用于***拍摄靶板。

(2)、测量靶板的设计

测量靶板的材质使用市面上常见的有机塑料板制作，板材厚度2mm，白色，透光微透明。该有机塑料板具有优良的韧性和尺寸稳定性，绝缘性能可靠、耐热性能好，耐酸碱、抗化学腐蚀，极易加工，并且无毒环保、经久耐用。可在其上面贴覆一层标准距离方格的塑料，用于测量***的标定。

(3)、测量硬件的设计

测量硬件使用Raspberry Pi卡片式电脑B型Rev1，它的体积仅有***般大小，具有视频、网络、IO等功能。

在Raspberry Pi平台进行每一次测量所运行的时间约为5秒，表明测量频率可达到0.2Hz，在实际的基坑、隧道等表面位移的测量中，由于表面位移变化的非常缓慢，该测量频率完全满足测量要求。

本发明的有益效果是：本发明设计的方法实现了适用于在基坑工程、隧道工程监测中量大面广的表面位移自动监测***，降低了监测成本，可无人值守自动获取表面位移信息，是基坑工程、隧道工程监测技术领域的重大进步。

附图说明

图1为本发明的原理流程图；

图2为监测***的基本技术原理示意图；

图3(a)为关闭激光器所获取的靶板RGB彩色图像照片；

图3(b)为打开激光器所获取的靶板RGB彩色图像照片；

图4(a)为关闭激光器所获取的靶板灰度图像照片；

图4(b)为打开激光器所获取的靶板灰度图像照片；

图5为相减算法后的靶板灰度图像照片；

图6为二值化图像处理结果；

图7为取光斑范围步骤流程图；

图8为截取后的光斑区域二值化图片；

图9为腐蚀算法过程图片；

图10(a)为理想中的靶板与摄像头拍摄面平行照片；

图10(b)为实际靶板与摄像头拍摄面不平行照片；

图11为测量盒体拼装图；

图12为测量盒体可调摄像头支架卡槽设计；

图13为测量硬件结构框图；

图14为测量硬件自动运行程序框图；

图15为监测***流程；

图16(a)为稳定性测试结果点状图；

图16(b)为稳定性测试结果柱状图；

图17为位移台正方形路径测量结果示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种激光表面位移自动监测***，原理如图1所示，包括以下步骤：

步骤(一)、监测***的基本技术原理；

如图2所示，利用激光的准直性，当A点激光射向B点时，B点的靶板上就存在一个光斑，如果B点(基准点)静止不动，当A点发生位移时，靶板上的光斑也相应发生移动。精确测量靶板上光点的坐标，即可获得A点位移的大小。并且可以在水平位移和垂直位移两个方向上获得位移值。

关闭激光器，获取没有光点的靶板RGB彩色图像照片，如图3(a)所示，打开激光器，获取带光点的靶板RGB彩色图像照片，如3(b)所示，使用的摄像头像素为2592×1944。

将两张靶板RGB彩色图像照片分别进行灰度化处理，如图4(a)和图4(b)所示。

将处理后的灰度图片进行相减操作，由于两幅图像仅有亮点处的图像不同，在相减操作之后，会出现明显的灰度差异，如图5所示。

对此灰度图像照片进行图像二值化处理，二值化阈值为最亮点灰度值的80％，得到的二值化图像如图6所示。

在一般情况下，激光器所打的圆斑亮点是不规则的，为了准确打到光点的坐标位置，使用腐蚀算法将二值化图像进行腐蚀，为了加快腐蚀算法，根据实验的先验知识可知，激光器的光斑亮点像素不大于301×301，可按图7所示方法进行图像截取。

截取后的二值化图像像素大小不大于301×301，如图8所示。

此时，使用腐蚀算法对二值化图像进行腐蚀，选取腐蚀矩阵如式所示：

每次腐蚀后，若图像不全为0，则覆盖前一次图像，若图像为全0，则停止腐蚀，不覆盖原图像，如图9所示。

将图像中的亮点像素坐标取平均值，即得到激光器打在靶板上的坐标。

多次得到激光器射线在靶板上的坐标，即可测量得到安装激光器的结构表面位移。

步骤(二)、监测***的标定；

监测***的标定包括两个部分，第一是靶板的透视标定，第二是像素与距离的标定。

(1)靶板的透视标定

靶板和测量摄像头安装在测量盒上，由于工艺的原因，靶板和摄像头拍摄面无法完全平行，如图10所示，因此该测量装置在制作完成后需要进行透视标定。

在制作靶板的过程中，已经贴了一层标准距离的方格纸，间距为10mm，在得到靶板照片之后，可使用四点透视法获取透视变换系数，透视变换的过程如下：

(a)、选取靶板照片上任意一个正方形的四个顶点，依次是左上，右上，左下，右下，获取其像素坐标(xZS，yZS)，(xYS，yYS)，(xZX，yZX)，(xYX，yYX)；

(b)、根据式从原四边形获得新矩形宽和高；

则变换后的四个顶点坐标如式所示：

(c)、令B＝[X(1)，Y(1)，X(2)，Y(2)，X(3)，Y(3)，X(4)，Y(4)]^T，解如式所示的矩阵方程：

令

得到透视变换系数如式所示：

Xi＝inv(A)·B \*MERGEFORMAT (6)

其中，Xi为8×1阶矩阵，从而得到变换系数如式所示：

(d)、假设腐蚀算法得出的光点坐标为(x₀，y₀)，则需要按照式进行透视变换，得到最终坐标。

至此，完成了透视变换。

(2)像素距离的标定

在靶板的透视标定结束后，需要得到像素距离和实际距离的对应关系，根据靶板上的标准线，选取已经距离的两点坐标(x_1o，y_1o)，(x_2o，y_2o)，已知其距离为L，利用变换系数将其坐标变换为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，则距离标定系数如式所示：

根据此系数，可以得到两次激光器光对的移动距离。

步骤(三)、评估位移测量精度；

测量摄像头拍摄像素为2592×1944，靶板尺寸为133mm×100mm，两者比例如式所式：

因此，从理论上看，每两点的像素距离为100/1944<0.052mm，考虑光斑的重心坐标寻找和安装误差等影响，该测量装置位移测量精度需要在实际的稳定性测试中确定。

步骤(四)、测量装置的设计；

(1)、测量盒体的设计

测量盒体材质使用6061-T6合金铝，属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性，密度小质量轻，防腐蚀易安装。

盒体采用拼装结构，主体由六块板材组成，如图11所示。

盒体内部安装可调节支架，使用卡槽设计，用于安装测量摄像头。盒体两端采用插槽设计，用于***拍摄靶板；如图12所示。

(2)、测量靶板的设计

测量靶板的材质使用市面上常见的有机塑料板制作，板材厚度2mm，白色，透光微透明。该有机塑料板具有优良的韧性和尺寸稳定性，绝缘性能可靠、耐热性能好，耐酸碱、抗化学腐蚀，极易加工，并且无毒环保、经久耐用。可在其上面贴覆一层标准距离方格的塑料，用于测量***的标定。

(3)、测量硬件的设计

测量硬件使用Raspberry Pi卡片式电脑B型Rev1，它的体积仅有***般大小，具有视频、网络、IO等功能，硬件框图如图13所示。

如图14所示，在Raspberry Pi平台进行每一次测量所运行的时间约为5秒，表明测量频率可达到0.2Hz，在实际的基坑、隧道等表面位移的测量中，由于表面位移变化的非常缓慢，该测量频率完全满足测量要求。

以下将结合附图15-17对本发明的技术方案进行详细描述：

流程如图15所示，首先要制作出测量盒和靶板，然后在Raspberry Pi上烧录好编写的测量程序，确定好摄像头与靶板的距离，搭建好测量平台，接着拍摄初始照片，做透视变换求解标定因子，确定像素距离与实验距离的关系，最后进行稳定性测试，得到实际的测量精度。

以下将通过具体的算例对本发明的技术方案中激光像素点的坐标提取实现过程予以说明。

测量盒安装完毕后，即可进行透视变换标定，解算出变换因子，确定出像素距离与实际距离的关系。任意取一个正方形的四个顶点，最终解算出透视变换因子为：

a＝0.96142384

b＝0.00401253

c＝168.45083955

d＝-0.01557080

e＝0.98860270

f＝-149.21030551

g＝-0.00001872

h＝0.00000839

同时得出每相邻两像素间的实际距离为0.04755435mm

将这些参数和测量程序导入测量硬件中，即完成了测量硬件软件的准备工作。

在该激光表面位移自动监测***的安装过程中，对安装条件有以下限定：

激光与测量盒间距离不宜超过10米，距离太远则难以将激光器光点调整至靶板上，激光出现些微扭动光点即飞出靶板。

测量盒需要保持静止，靶板面平行于位移表面，激光器光线同时垂直与位移表面和靶板表面。

激光器安装在精密位移平台上，能够随着位移台进行三个方向的运动，对于本自动监测***，只需要进行在垂直于水平面的表面进行运动即可，位移平台位移精密为1μm。当关闭激光器时，监测***会拍摄一张照片，然后会控制激光器打开，然后测量***会将两幅图片进行灰度处理，二值化处理，进行相减后再截取最亮点附近区域进行腐蚀处理，直至不能腐蚀。最后剩余亮点的平均坐标即认为是激光器成靶板上的像素坐标。

在测量***的稳定性测试中，保持激光器位置不变，连续做了1000次的测量，得到的结果如图16所示，在图16(a)可以看出激素亮点集中在6个像素点的正方形之内。取这点像素点的平均值为中心，各个测量结果距离这个中心点的像素距离分布概率如图16(b)所示，能够看出像素各个像素点与中心的距离小于3个像素的概率为99.8％，小于4个像素的概率为100％，即可以认为此监测***的位移测量精度为4个像素点，结合标定结果中相邻两像素间的实际距离，可以得出该自动监测***的测量精度为4×0.04755435<0.2mm。

在实际的测量实验中，控制位移平台进行一个正方形路径移动，每次位移1mm，最终测量结果如图17所示。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光表面位移自动监测***，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤(一)、监测***的基本技术原理；

利用激光的准直性，当A点激光射向B点时，B点的靶板上就存在一个光斑，如果B点即基准点静止不动，当A点发生位移时，靶板上的光斑也相应发生移动；精确测量靶板上光点的坐标，即可获得A点位移的大小；并且可以在水平位移和垂直位移两个方向上获得位移值；

关闭激光器，获取没有光点的靶板RGB彩色图像照片，打开激光器，获取带光点的靶板RGB彩色图像照片；

将两张靶板RGB彩色图像照片分别进行灰度化处理；

将处理后的灰度图片进行相减操作，由于两幅图像仅有亮点处的图像不同，在相减操作之后，会出现明显的灰度差异；

对此灰度图像照片进行图像二值化处理，得到的二值化图像；

此时，使用腐蚀算法对二值化图像进行腐蚀，选取腐蚀矩阵如式所示：

$\begin{array}{cc}b=\left[\begin{array}{ccc}0& 1& 0\\ 1& 1& 1\\ 0& 1& 0\end{array}\right]& \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(1\right)$

将图像中的亮点像素坐标取平均值，即得到激光器打在靶板上的坐标；

多次得到激光器射线在靶板上的坐标，即可测量得到安装激光器的结构表面位移；

步骤(二)、监测***的标定；

监测***的标定包括：靶板的透视标定，像素与距离的标定；

(1)靶板的透视标定

靶板和测量摄像头安装在测量盒上，在测量装置制作完成后进行透视标定；

在制作靶板的过程中，贴一层标准距离的方格纸，在得到靶板照片之后，可使用四点透视法获取透视变换系数，透视变换的过程如下：

(a)、选取靶板照片上任意一个正方形的四个顶点，依次是左上，右上，左下，右下，获取其像素坐标(xZS，yZS)，(xYS，yYS)，(xZX，yZX)，(xYX，yYX)；

(b)、根据式从原四边形获得新矩形宽和高:

$\begin{array}{cc}\begin{array}{c}w=round\left(\sqrt{{\left(xZS-xYS\right)}^2+{\left(yZS-yYS\right)}^2}\right)\\ h=round\left(\sqrt{{\left(xZS-xZX\right)}^2+{\left(yZS-yZX\right)}^2}\right)\end{array}& \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(2\right)$

则变换后的四个顶点坐标如式所示：

$\begin{array}{cc}\begin{array}{c}X=\left(xZS,xZS+w,xZS,xZS+w\right)\\ Y=\left(yZS,yZS,yZS+h,yZS+h\right)\end{array}& \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(3\right)$

(c)、令B＝[X(1)，Y(1)，X(2)，Y(2)，X(3)，Y(3)，X(4)，Y(4)]^T，解如式所示的矩阵方程：

$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cccccccc}xZS& yZS& 1& 0& 0& 0& -X\left(1\right)*xZS& -X\left(1\right)*yZS\\ 0& 0& 0& xZS& yZS& 1& -Y\left(1\right)*xZS& -Y\left(1\right)*yZS\\ xZS& yZS& 1& 0& 0& 0& -X\left(2\right)*xYS& -X\left(2\right)*yYS\\ 0& 0& 0& xYS& yYS& 1& -Y\left(2\right)*xYS& -Y\left(2\right)*yYS\\ xZX& yZX& 1& 0& 0& 0& -X\left(3\right)*xZX& -X\left(3\right)*yZX\\ 0& 0& 0& xZX& yZX& 1& -Y\left(3\right)*xZX& -Y\left(3\right)*yZX\\ xYX& yYZ& 1& 0& 0& 0& -X\left(4\right)*xYX& -X\left(4\right)*yYX\\ 0& 0& 0& xYX& yYX& 1& -Y\left(4\right)*xYX& -Y\left(4\right)*yYX\end{array}\right]\&CenterDot;Xi=B\\ \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(4\right)$

令

$\begin{array}{c}A=\left[\begin{array}{cccccccc}xZS& yZS& 1& 0& 0& 0& -X\left(1\right)*xZS& -X\left(1\right)*yZS\\ 0& 0& 0& xZS& yZS& 1& -Y\left(1\right)*xZS& -Y\left(1\right)*yZS\\ xZS& yZS& 1& 0& 0& 0& -X\left(2\right)*xYS& -X\left(2\right)*yYS\\ 0& 0& 0& xYS& yYS& 1& -Y\left(2\right)*xYS& -Y\left(2\right)*yYS\\ xZX& yZX& 1& 0& 0& 0& -X\left(3\right)*xZX& -X\left(3\right)*yZX\\ 0& 0& 0& xZX& yZX& 1& -Y\left(3\right)*xZX& -Y\left(3\right)*yZX\\ xYX& yYZ& 1& 0& 0& 0& -X\left(4\right)*xYX& -X\left(4\right)*yYX\\ 0& 0& 0& xYX& yYX& 1& -Y\left(4\right)*xYX& -Y\left(4\right)*yYX\end{array}\right]\\ \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(5\right)$

得到透视变换系数如式所示：

Xi＝inv(A)·B \*MERGEFORMAT (6)

其中，Xi为8×1阶矩阵，从而得到变换系数如式所示：

$\begin{array}{cc}\begin{array}{ccc}a=Xi\left(1\right)& b=Xi\left(2\right)& c=Xi\left(3\right)\\ d=Xi\left(4\right)& e=Xi\left(5\right)& f=Xi\left(6\right)\\ g=Xi\left(7\right)& h=Xi\left(8\right)& \end{array}& \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(7\right)$

(d)、假设腐蚀算法得出的光点坐标为(x₀，y₀)，则需要按照式进行透视变换，得到最终坐标：

$\begin{array}{cc}\begin{array}{c}x=\frac{d\&CenterDot;x_0+e\&CenterDot;y_0+f}{g\&CenterDot;x_0+h\&CenterDot;y_0+1}\\ y=\frac{a\&CenterDot;x_0+b\&CenterDot;y_0+c}{g\&CenterDot;x_0+h\&CenterDot;y_0+1}\end{array}& \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(8\right)$

至此，完成了透视变换；

(2)像素距离的标定

在靶板的透视标定结束后，需要得到像素距离和实际距离的对应关系，根据靶板上的标准线，选取已经距离的两点坐标(x_1o，y_1o)，(x_2o，y_2o)，已知其距离为L，利用变换系数将其坐标变换为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，则距离标定系数如式所示：

$\begin{array}{cc}{b}_d=\frac{L}{\sqrt{{(x_1-x_2)}^2+{(y_1-y_2)}^2}}& \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(9\right)$

根据此系数，可以得到两次激光器光对的移动距离；

步骤(三)、评估位移测量精度；

步骤(四)、测量装置的设计；

(1)、测量盒体的设计

测量盒体采用拼装结构，主体由六块板材组成,盒体内部安装可调节支架，使用卡槽设计，用于安装测量摄像头,盒体两端采用插槽设计，用于***拍摄靶板；

(2)、测量靶板的设计

测量靶板为有机塑料板，板材厚度2mm，白色，透光微透明，其上表面贴覆一层标准距离方格的塑料；

(3)、测量硬件的设计

测量硬件使用Raspberry Pi卡片式电脑B型Rev1；

在Raspberry Pi平台进行每一次测量所运行的时间约为5秒，表明测量频率可达到0.2Hz，在实际的基坑、隧道等表面位移的测量中，由于表面位移变化的非常缓慢，该测量频率完全满足测量要求。

2.根据权利要求1所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(一)中，获取靶板RGB彩色图像照片使用的摄像头像素为2592×1944。

3.根据权利要求1所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(一)中，二值化阈值为最亮点灰度值的80％。

4.根据权利要求1所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(一)中，一般情况下，激光器所打的圆斑亮点是不规则的，为了准确打到光点的坐标位置，使用腐蚀算法将二值化图像进行腐蚀，为了加快腐蚀算法，激光器的光斑亮点像素不大于301×301，并进行图像截取；截取后的二值化图像像素大小不大于301×301。

5.根据权利要求1所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(一)中，每次腐蚀后，若图像不全为0，则覆盖前一次图像，若图像为全0，则停止腐蚀，不覆盖原图像。

6.根据权利要求1所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(二)中，所述的标准距离的方格纸的格间距为10mm。

7.根据权利要求2所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(三)中，评估位移测量精度的具体方法为：测量摄像头拍摄像素为2592×1944，靶板尺寸为133mm×100mm，两者比例如式所式：

$\begin{array}{cc}\frac{2592}{1944}=\frac{4}{3}\&ap;\frac{133}{100}& \backslash *MERGEFORMAT\end{array}---\left(10\right)$

则，每两点的像素距离为100/1944<0.052mm，考虑光斑的重心坐标寻找和安装误差等影响，该测量装置位移测量精度则需在实际的稳定性测试中确定。

8.根据权利要求1所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(四)中，测量盒体材质使用6061-T6合金铝。

9.根据权利要求1所述的激光表面位移自动监测***，其特征在于，所述步骤(四)中，所述测量靶板厚度为2mm，白色，透光微透明。