[发明专利]使用计算机视觉测量3D属性的系统和方法

说明书

本发明公开了一种包括计算设备和摄像机的系统；该系统被配置用于测量机械设备的三维属性和相关的性能测量。一些实施例包括被配置为捕获机械设备的图像的摄像机以及与摄像机通信的计算设备。在一些实施例中，计算设备被配置为获取与多个第一基准相关联的第一组像素以校准摄像机的空间分辨率。来自摄像机的第二图像可以被转换为与附接到机械设备的多个基准中的每个基准相关联的第二组像素。计算设备可以进一步被配置为比较第一组像素和第二组像素以确定多个基准在机械设备上的位置。

相关申请的交叉引用

本申请是美国非临时专利申请，要求于2018年6月12日提交的专利申请序列号为62/684,119的美国临时申请的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及包括至少一个计算设备和摄像机的计算机化系统，至少一个计算设备和摄像机被共同配置为通过基于已处理的与机械设备相关联的二维(2D)数据预测机械设备的三维(3D)特征来(实时)测量与机械设备相关联的预定物理属性并且允许对其进行调节。

背景技术

机械设备经常在设备制造过程中或之后经历调节阶段，以例如根据需要配置与设备的部件相关联的角度和其他尺寸。例如，可以根据适合于特定应用的预定规格来调节或修改臂或纵长构件相对于设备的主体或相对于选定表面的角度。但是，调节阶段可能涉及将机械设备与各种测量和调节工具连接或者拆开，这可能会导致对设备的磨损或损坏。

作为具体的非限制性示例，在制造过程中或其他时候调节高尔夫球杆的属性(例如，杆面角(loft))需要根据精确的测量结果对杆头和杆身进行仔细的结构修改。特别地，必须在每次调节高尔夫球杆属性(例如，杆面角、杆头角、长度、隆起或侧倾)之后进行测量，以确保调节恰当。然而，测量高尔夫球杆属性的工具通常需要与高尔夫球杆物理接触。这样，高尔夫球杆通常在测量工具和调节工具之间来回转移多次。因此，在每次调节之前，高尔夫球杆可能必须在调节工具内重新定位。以这种方式多次转移高尔夫球杆导致增加了制造的工作时间，并且还可能导致在成品高尔夫球杆产品上形成划痕和磨损。

尤其是考虑到这些因素，构思和开发了本公开的各个方面。

附图说明

图1A是示出被配置为允许根据期望的目标性能规格来对机械设备进行测量以及可能调节的系统的简化框图。

图1B是示出与图1A的系统有关的用于对机械设备进行评估以及可能调节的应用程序的可能模块之间的流逻辑和关系的流程图。

图2A是包括用于跟踪机械设备的图像特征的基准阵列的示例性校准片。

图2B是与图2A的校准片相关联的一组基准，其可以沿着机械设备定位以如本文所述测量设备的各方面。

图3A是示例性机械设备的简化图示，该机械设备可以利用本文所述的系统进行测量和调节。

图3B是将本文描述的系统应用于实际的高尔夫球员以增强挥杆分析的简化图示。

图4是示出使用图1A的系统对特定机械设备(例如高尔夫球杆)进行评估以及可能调节的应用程序的可能模块之间的流逻辑和关系的流程图。

图5是图4中的高尔夫球杆的透视图。

图6A是图4中的高尔夫球杆以及沿着高尔夫球杆定位的基准的透视图。

图6B是图4中的高尔夫球杆以及沿着高尔夫球杆定位的基准的另一个透视图。

图6C是图5B的高尔夫球杆的杆头以及沿着高尔夫球杆的杆面定位的基准的放大细节图。

图7是图5B的高尔夫球杆在测量和分析期间的侧视图。

图8A-8B是示出与本文描述的发明构思相关联的测试数据的示图。