[发明专利]基于线阵CCD相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法

说明书

技术领域

本发明属于一种测速技术，具体是一种基于线阵CCD相关测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法。

背景技术

非接触速度测量有着广泛的应用，例如高速运动的纺织物、印刷品的速度测量，卷烟机高速纸带的测量，高速流体的流速测量，轧钢厂高温钢板的速度测量，玻璃厂高温平板玻璃速度测量，汽车与地面相对速度测量，电机转速测量，传送带、传动带的速度、打滑测量等等。

传统的激光多普勒测速技术测量精度高、测量速度快、但是对物体表面有很高的要求，无法适应大多数材质的测量，而且价格高昂，因而只在光纤余长测量，流场测量等少数领域中得到了应用。

超声多普勒、声场等超声测速技术测量速度慢，测量精度低，在低速、低精度测量场合得到了广泛的应用，然而无法满足高速高精度的测量要求。

随着我国工业技术水平的发展，越来越多的行业对速度和长度的测量或计量都提出了很高的要求。传统的非接触测量技术存大量的盲区，已无法满足我国工业发展的需求。

随着硬件技术的进步，利用线阵CCD技术进行高速高精度的在线非接触速度测量逐步成为现实，由于线阵CCD测速采用图像测量方法实现，与传统的相机测量技术相似，因此只要能够拍摄就能够测量，CCD测速可以不受被测物体的材质，表面形状，表面污染的影响，配合适当的光学镜头还可以实现穿透水雾、油雾、灰尘进行测量。而且线阵CCD拍摄速度快，高速线阵CCD相机每秒能够拍摄10万次以上，甚至可以测量子弹的速度。而价格低廉的普通线阵CCD相机也可以达到每秒1万次的拍摄速度，能够以接近超声多普勒测速系统的成本，实现接近激光多普勒测速的精度和速度，这使得CCD测速技术与其他非接触测量设备相比具有明显的优势。

但在线阵CCD用于布匹等测速时，经常发生布匹偏离运动方向，导致CCD测速不准确，目前尚没有解决办法。

发明内容

本发明提供一种基于线阵CCD相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法，通过检测线阵CCD相机的拍摄线与被测物体的运动方向是否一致，并且根据测量结果，调整线阵CCD相机的安装角度，随时调整使线阵CCD相机的拍摄线与物体的运动方向一致，大大提高了线阵CCD相机的测速精度。

本发明的技术方案如下：

一种基于线阵CCD相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法，其特征在于：

(1)、在快速移动的物体上方，在物体的运动方向上，设置线阵CCD相机，与前、后两个点光源，前、后两个点光源照射在物体表面产生前、后光点；线阵CCD相机在某时刻拍摄物体表面的图像，该图像包含前、后光点图像，前、后光点图像中分别包含对应于前、后光点位置的第一处物体表面信息与第二处物体表面信息；

(2)、根据二个点光源在物体表面产生的前、后光点之间的距离，与物体运行的大致速度，计算出物体的第一处物体表面从前光点运行到达后光点位置所需要的大致的时间ΔT，按照此时间ΔT为间隔拍摄时间的参考依据，线阵CCD相机间隔拍摄物体运行图像，并从后次所拍摄的后光点图像中，提取该后光点图像中包含的物体表面信息，并与前次拍摄的前光点图像中第一处物体表面信息进行对比，判断其相似度，如果相似度达到预先设定的阈值，则两幅图像匹配，则表示第一处物体表面从前光点位置运行到了后光点位置，表示CCD相机拍摄线与物体的运动方向一致；如果相似度不能达到预先设定的阈值，则两幅图像不匹配，则调整拍摄间隔时间，重复拍摄过程，或者调整线阵CCD相机的拍摄线角度，直到获得的两幅图像匹配，则相机拍摄线调整完成。

所述的基于线阵CCD相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法，其特征在于所述的如果多次重复拍摄过程，仍然都无法获得两幅图像匹配，则择下列方式之一处理：其一是第一处物体表面从前光点位置运行超过了后光点位置，则重复重复(1)、(2)过程，直到获得两幅图像匹配的状态；其二是线阵CCD相机拍摄线与物体运动方向不一致，则将线阵CCD相机旋转一个微小角度，重复(1)、(2)过程，直到获得两幅图像匹配的状态，则完成CCD相机拍摄线的对齐。

所述的基于线阵CCD相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法，其特征在于所述的阈值是指：后次拍摄的后光点图像中包含的全部或某一局部的物体表面信息，与前次拍摄的前光点图像中第一处物体表面信息的相似程度。

所述的基于线阵CCD相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法，其特征在于所述的提取该后光点图像中包含的物体表面信息是指提取后光点图像中的部分信息，与前光点图像中第一处物体表面信息进行对比，是指与前光点图像中第一处物体表面信息是否包含所述的部分信息。