[实用新型]一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置

说明书

本实用新型涉及一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置。一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，包含背景板、实验小车、小车牵引物、平台轨道、摄像设备、电脑，其中：所述背景板的板面位于所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面靠近但不接触所述平台轨道的侧面；所述实验小车位于所述平台轨道的轨道上；所述小车牵引物与所述实验小车连接；所述摄像设备位于所述平台轨道的侧面，并且所述摄像设备与所说背景板位于所述平台轨道的不同的侧面，所述摄像设备用于拍摄所述实验小车在所述小车牵引物的作用下运动的图像信息；所述电脑获取所述摄像设备拍摄的所述实验小车运动的图像信息。本实用新型具有非接触、直观演示等优点。

技术领域

本发明涉及变速直线运动物理实验，特别涉及一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置。

背景技术

物理实验中变速直线运动的测量是运动定律的一个重要部分，涉及到物体在直线运动方式上的运动速度变化、位置变化、时间变化以及加速度的变化，速度、时间、距离之间的关系是实验中所需要验证的。当前的实验测量方法主要是采用打孔机、直尺和秒表等测量方法，或者用脉冲、超声波等测量方法，以上方法主要问题是测量准确度不高，人为误差较大，实验准备工作繁琐，没有对实验过程的复原和演示。

当今迅速发展的计算机计算机视觉技术可以非常好的应用到变速直线运动物理实验的测量中，由于计算机视觉技术优势在于时间和位置变化的准确测量，以及增加的高速摄影机和背景二维平面坐标系的独立特点，因此，对于变速直线运动物理实验的装置不需要进行大的更新，在保持原有实验装置基本不变的前提下，通过对高速摄影机的使用，可以准确测量实验中的速度、时间和位置，同时可以在计算机屏幕上进行直观的演示和复原，是对变速直线运动物理实验测试方法的革新与提升。

发明内容

本发明为了解决目前物理实验中变速直线运动的准确测量和计算，在不对现有物理实验装置进行较大改动的前提下，通过增加连接笔记本电脑的高速摄影机和背景二维平面坐标系，对变速直线运动物体通过计算机视觉技术进行准确测量和计算的方法，将现有的变速直线运动物理实验装置改造成一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验测量系统。

一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，包含实验桌、背景板、实验小车、小车牵引物、平台轨道、摄像设备、电脑，其中：

所述背景板的板面位于所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面靠近但不接触所述平台轨道的侧面；

所述实验小车位于所述平台轨道的轨道上；

所述小车牵引物与所述实验小车连接；

所述摄像设备位于所述平台轨道的侧面，并且所述摄像设备与所说背景板位于所述平台轨道的不同的侧面，所述摄像设备用于拍摄所述实验小车在所述小车牵引物的作用下运动的图像信息；

所述电脑获取所述摄像设备拍摄的所述实验小车运动的图像信息。

更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，还包括：

所述平台轨道固定于实验桌上；

所述背景板固定于实验桌上；

所述背景板的板面平行于所述平台轨道。

更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，还包括：

所述实验小车上固定有标志物；

所述标志物靠近但不接触所述背景板。

更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，还包括：

所述小车牵引物为体积小密度大的物体；

所述小车牵引物通过非弹性摩擦系数小的连接线与实验小车连接。