[发明专利]一种运动物体速度及加速度测量装置

说明书

本发明公开了一种运动物体速度及加速度测量装置，属于速度测量领域。所述装置包括：沿运动物体轨道间隔布置在运动物体轨道两侧的多台高速摄像机，沿运动物体轨道间隔布置在运动物体轨道旁的多个固定标识，设置在运动物体的表面的运动标识；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，所述多台高速摄像机以相同的拍摄参数进行拍摄；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。

技术领域

本发明涉及速度测量领域，特别涉及一种运动物体速度及加速度测量装置。

背景技术

现有技术中，高速运动物体的速度及加速度测量方法有静态磁栅检测、惯性测量、多普勒雷达检测和多普勒激光检测等。

其中，静态磁栅检测通过安装静磁栅尺和静磁栅源的方式实现，静磁栅尺安装在高速运动物体上，多个静磁栅源沿运动物体轨道的轴线方向一字排列且固定安装，高速运动物体运动时，由静磁栅尺输出位移信号，通过该位移信号解算出高速运动物体的速度和加速度。惯性测量通过在高速运动物体上安装惯性测量装置，通过惯性测量装置完成高速运动物体的加速度信息采集和速度信息解算。多普勒雷达检测通过在高速运动物体上安装多普勒雷达，始终向轨面发射电磁波，由于高速运动物体和轨面之间有相对运动，在发射波和反射波之间产生频移，通过测量频移解算出高速运动物体的速度和加速度。多普勒激光检测通过激光束照射高速运动物体，检测并记录反射、透射、散射的光与参考光调频后的信号，从而获得高速运动物体的速度和加速度。

在上述四种高速运动物体速度及加速度测量方法中，前三种高速运动物体速度及加速度测量方法均属于接触式测量，需要运动物体提供检测仪器的安装空间；最后一种多普勒激光检测方法虽然属于非接触式测量方法，但是要求被测运动物体本身具有形状规则的激光反射面，否则需要在被测运动物体上安装反光板，速度及加速度测量精度受被测运动物体形状和材质的影响。

发明内容

为了解决现有技术中静态磁栅检测、惯性测量、多普勒雷达检测方法均属于接触式测量，需要运动物体提供检测仪器的安装空间；多普勒激光检测方法虽然属于非接触式测量方法，但是要求被测运动物体本身具有形状规则的激光反射面，否则需要在被测运动物体上安装反光板，速度及加速度测量精度受被测运动物体形状和材质的影响的问题，本发明实施例提供了一种运动物体速度及加速度测量装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种运动物体速度及加速度测量装置，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，所述多台高速摄像机以相同的拍摄参数进行拍摄；

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。