[发明专利]一种运动物体速度及加速度测量装置

权利要求书

1.一种运动物体速度及加速度测量装置，其特征在于，所述装置包括：

沿运动物体轨道长度方向间隔布置在运动物体轨道侧边的多台高速摄像机，沿所述运动物体轨道长度方向间隔布置在运动物体轨道上的多个固定标识，设置在运动物体的表面的运动标识，所述运动物体沿所述运动物体轨道长度方向在所述运动物体轨道上运动；

所述多台高速摄像机，用于拍摄所述运动物体轨道以及在所述运动物体轨道上运动的所述运动物体，且所述多台高速摄像机拍摄的范围覆盖整个所述运动物体轨道；

同步控制模块，用于控制所述多台高速摄像机进行同步画面拍摄，获得多路视频图像；

数据采集模块，用于同步采集所述多台高速摄像机拍摄的多路视频图像；

数据处理模块，用于根据所述多台高速摄像机拍摄的多路视频图像中运动标识在不同时刻和各个固定标识之间的距离，计算所述运动物体的速度及加速度，并生成所述运动物体的速度及加速度曲线；

所述多台高速摄像机分为多组，每组包括2台高速摄像机，每组中的2台高速摄像机对称布置在所述运动物体轨道的两侧；

所述数据处理模块用于采用所述运动物体轨道左侧的所述高速摄像机拍摄的视频图像，和所述运动物体轨道右侧的所述高速摄像机拍摄的视频图像共同确定所述运动物体的速度及加速度曲线。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块，用于确定所述多台高速摄像机拍摄的视频图像中第N帧图像和第N+M帧图像中运动标识相对固定标识的位置变化量d，N和M均为正整数；根据所述高速摄像机的拍摄速度f及第N帧图像和第N+M帧图像之间的帧数差M，确定第N帧图像和第N+M帧图像之间的时间差t，t＝M/f；根据所述位置变化量d和所述时间差t确定所述运动物体的瞬时速度；按照上述方式逐帧计算所述运动物体的瞬时速度；将所述运动物体各瞬时速度拟合成所述运动物体的速度曲线；根据所述运动物体的速度曲线计算出所述运动物体的加速度，并拟合出成所述运动物体的加速度曲线。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块包括多个数据采集单元，所述多个数据采集单元与所述多台高速摄像机一一对应设置；

所述同步控制模块，用于控制所述多个数据采集单元同时进行图像采集。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块，还用于在计算所述运动物体的速度及加速度之前，对所述多台高速摄像机拍摄的视频图像进行预处理。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述运动物体的速度及加速度曲线。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括参数调节模块，用于获取用户输入的参数设置指令，根据所述用户输入的参数设置指令对所述多台高速摄像机进行参数设置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述多台高速摄像机拍摄的视频图像。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一光电转换模块、第二光电转换模块和光纤，所述第一光电转换模块用于将所述多台高速摄像机拍摄的视频图像转换为光信号，并输入到光纤；所述第二光电转换模块接收所述光纤传输的光信号，并转换为电信号，然后输出给所述存储模块。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电源模块，所述电源模块用于为所述多台高速摄像机供电。