[发明专利]一种运动物体的姿态测量系统

说明书

本发明公开了一种运动物体的姿态测量系统，包括控制器、驱动板、补光照明装置、温湿度补偿组件和图像采集装置，所述图像采集装置用于采集待测物体图像，并将采集的图像发送给控制器；所述温湿度补偿组件用于补偿图像采集装置的温湿度；所述补光照明装置用于补偿待测物体的光照度；所述控制器通过驱动板分别对图像采集装置、温湿度补偿组件和补光照明装置进行控制，并对接收到的图像信息进行分析处理和输出测量结果。本发明能够降低复杂工况下环境因素对测量带来的影响，从而准确测量出运动物体的位姿参数，解决了现有双目立体视觉视频测量系统在复杂工况环境下不能正常使用的技术问题。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体地说涉及一种运动物体的姿态测量系统。

背景技术

姿态参数是飞行器的关键基础信息，而气动力随姿态参数变化的特性分析，是研究非线性/非定常气动力问题的主要手段。飞行失控是导致民航机空难的主要元凶，波音公司公开的飞行记录表明：民航机失控飞行时，其姿态运动参数大幅增加，而非定常空气动力学是解决飞行失控的钥匙。机械、能动等行业大型部件或整机测试，均需要进行运动姿态检测和动力学分析。

随着相机技术的飞速发展和接口数据传输速率的不断提高，使得通过相机快速精准地捕获图像后将数据传输到计算机通过软件实时分析物体在高速状态下的运动姿态成为可能。

传统的运动姿态的测量是通过安装加速度传感器、红外探测传感器、激光探测传感器等方式来进行数据的采集，这些方法存在着一定的缺陷，比如精度不高、测量范围窄、实时度低、安装复杂、维护不便等，甚至在一些复杂的环境中根本无法进行有效的测量。

双目立体视觉原理的视频测量是现代视频测量的一种重要技术，它基于视差原理并由多幅图像获取物体的三维几何信息。双目立体视觉视频测量系统一般由双相机从不同角度同时获得被测物的两幅数字图像，或由单相机在不同时刻从不同角度获得被测物的两幅数字图像，并基于视差原理恢复出物体的三维几何信息，重建物体三维轮廓及位置。因此，双目立体视觉视频测量系统在视频测量领域有着广泛的应用前景。

在一些复杂工况下物体的运动姿态无法通过传统增加传感器的方式进行测量，例如风洞试验、飞行器试飞等复杂测试环境。采用双目立体视觉原理的视频测量为这些测量提供了可行性方案。但在复杂工况例如温度过高或过低、湿度较大、炫光强的环境下，相机的图像的正常采集和成像质量都极大的影响着测量结果的准确性和精度。这些问题已经严重限制了双目立体视觉视频测量在复杂工况下对运动姿态测量中的应用。

另外，国外成熟的商用位姿光学测量系统（如GOM、V-STARS、OPTOTRAK等）同样不具备复杂环境下气动力随姿态参数变化的动态特性分析功能。因此，针对温度过高或过低、湿度较大、眩光等复杂测试环境，通过自主创新，构建“皮实耐用”、功能健全的复杂工况下运动姿态视频测量与动态特性分析仪是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种运动物体的姿态测量系统，本发明能够降低复杂工况下环境因素对测量带来的影响，从而准确测量出运动物体的姿态参数，解决了现有双目立体视觉视频测量系统在复杂工况环境下不能正常使用的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种运动物体的姿态测量系统，其特征在于：包括控制器、驱动板、补光照明装置、温湿度补偿组件和图像采集装置，所述图像采集装置用于采集待测物体图像，并将采集的图像发送给控制器；所述温湿度补偿组件用于补偿图像采集装置的温湿度；所述补光照明装置用于补偿待测物体的光照度；所述控制器通过驱动板分别对图像采集装置、温湿度补偿组件和补光照明装置进行控制，并对接收到的图像信息进行分析处理和输出测量结果。

所述温湿度补偿组件和图像采集装置的数量均为两套，两套温湿度补偿组件分别对两套图像采集装置的温湿度进行补偿。