[发明专利]一种高速摄影测量三维位移的方法

权利要求书

1.一种高速摄影测量三维位移的方法，其特征在于：该方法是通过以下步骤实现的：

1)在杆件的自由端处设置一个端点标记P，另一端设置一个端点标记H，H点沿着坐标系oxyz的z轴运动，P点为自由端；

2)安装高速摄影机，且将高速摄影机的光心和坐标系o′x′y′z′的坐标原点o′点重合；

3)标定高速摄影机的内方位信息；

4)在坐标系oxyz的坐标原点安装拉线位移传感器，用拉线位移传感器测量端点标记H的高度h，用高速摄影机捕获端点标记P，该高速摄影机仅仅捕获一个标记点；

5)规定坐标oxyz是为世界坐标系，坐标系o′x′y′z′为高速摄影机坐标系；

6)确定高速摄影机的姿态，即高速摄影机坐标系和世界坐标系之间的转角关系[β_ii′]；放置一个已知的靶标，高速摄影机捕获该靶标，通过该靶标中的信息和照片中的信息标定出高速摄影机的姿态，即为β_ii′，其中[β_ii′]＝[β]，β_ii′是矩阵[β]中的元素；

7)对照片中的端点标记P进行跟踪定位获得P′点在像平面中的轨迹，记为其中a(t)为高速摄影机光心到像平面的距离，这是一个常数；b(t)，c(t)分别为像点P′在高速摄影机坐标系o′x′y′z′中沿y轴和z轴的位移分量；

8)通过公式和公式

计算得出端点标记P的三维位移，式中：记E₁(t)＝β_1i′p_i′(t)，E₂(t)＝β_2i′p_i′(t)，E₃(t)＝β_3i′p_i′(t)，记G₁＝C₁-D₁，G₂＝C₂-D₂，G₃＝C₃-D₃,D₁＝λ(0)β_1i′p_i′(0)，D₂＝λ(0)β_2i′p_i′(0)，D₃＝λ(0)β_3i′p_i′(0)，λ(t)为比例系数，h(t)为标记H在世界坐标系oxyz中沿着z向的坐标，为天顶角，θ(t)为方位角，向量为世界坐标系oxyz的基向量，向量为由点o指向点P的向量，向量为点o指向点o′的向量，l为杆件的长。