[发明专利]基于kinect的用于低转速系统的多点测速装置及其测速方法

说明书

本发明公开一种基于kinect的用于低转速系统的多点测速装置，包括计算机和kinect传感器，kinect传感器采集待测低转速系统的深度图像数据，并将采集的数据传输至计算机；计算机中设有kinect数据采集模块和数据分析处理模块，kinect数据采集模块采集低转速系统的深度图像和彩色图像，在彩色图像中选择多个旋转区域的点，在深度图像中计算对应点的深度数据，采用定时器定时输出多个点的深度数据，并保存为文本文件；数据分析处理模块对采集的深度图像数据进行分析处理，以获取低转速系统的转动速度。本发明使用维护方便，根据其原理即可实现旋转系统转速测量，又可实现平动系统平移速度的测量。

技术领域

本发明属于一种机电检测技术，具体涉及一种基于kinect的用于低转速系统的多点测速装置及其测速方法。

背景技术

基于图像的测量技术在车辆行驶速度，船舶行驶速度，真空开关分闸速度，和烟丝测速开始部分应用，其都是利用了彩色图像通过对移动目标位移和相应时间的检测，完成了速度的检测。也有人利用彩色图像对无人机发动机转速检测进行了研究，其将减速后的旋转部件贴上反光标志，通过对反光标志的检测完成转速的测量。

Kinect传感器能同时获取目标的彩色图像和深度图像，能够进行动态捕捉、影像识别、声音输入识别等功能。Kinect一经问世，便凭借其卓越的性能，在手势识别、三维重建和路面不平度检测等领域得到广泛的应用。现有技术中，机电系统转速的测量有光电传感器、霍尔转速传感器、涡流传感器、磁电传感器等等，在某些低转速的场合。

低转速系统的转速一般由kinect图像采样频率决定的。例如，Kinect采样频率，即帧率可设为30HZ，被采集数据变化的频率根据采样定理最高是15Hz，若风扇有三个叶片，能检测最高转速是每秒钟5转，即每分钟300转(理论最高)。

现有的针对低转速系统的测量方法均根据光电信号的差分，无法实现同时测量多个旋转系统的转速。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于kinect的用于低转速系统的多点测速装置及其测速方法，能实现图像成像区域内多个转动系统的转速的同时测量(固定时间内的次数)。

技术方案：本发明的一种基于kinect的用于低转速系统的多点测速装置，包括计算机和kinect传感器，所述kinect传感器采集待测低转速系统的深度图像数据，并将采集的数据传输至计算机；所述计算机中设有kinect数据采集模块和数据分析处理模块，kinect数据采集模块采集低转速系统的深度图像和彩色图像，在彩色图像中选择多个旋转区域的点，在深度图像中计算对应点的深度数据，采用定时器定时输出多个点的深度数据，并保存为文本文件；数据分析处理模块对采集的深度图像数据进行分析处理，以获取低转速系统的转动速度。

此处的深度数据是距离数据，即设定某一点后，例如由于风扇在旋转，有叶片时距离小，没叶片时光线到达叶片后面的墙面，距离大，这样根据距离的变化可推算转过的叶片数量。

进一步的，所述数据分析处理模块根据待测低转速系统的旋转部件和背景距离kinect传感器的不同，选择相应阈值(例如kinect传感器距离风扇约1m，kinect距离风扇后面的墙是3.39m，则此时的理论阈值大于1m小于等于3.39m即可，较为合适的可选2m)，采集的深度数据大于2m的设为1，小于2m的设为0，将每一个点的深度数值转化为1或0，然后求取该0，1序列的差分，统计差分数据中等于1的次数；根据采样频率和每一个点的采集数据个数计算数据采集所用时间，以计算低转速系统的转速。

例如采样频率即帧率为30HZ，数据个数为60，则用的时间是2s，差分为1的次数为N，叶片或齿轮的个数为3，则转速为N/(3*60/30)，单位为转/每秒，乘以60后得到转/分钟。