[发明专利]回转运动物体位移的非接触式测量方法

说明书

本发明公开一种回转运动物体位移的非接触式测量方法，回转物体上分布若干待测量的运动物体，将码盘固定在回转物体上，在被测运动物体贴上多个参考定位点。物体开始运动后，高速摄影机进行拍照，运动停止后，终止拍照。被测运动物体初始位置及运动中任意时刻的位置被记录下来，通过参考定位点相对圆心的位置，确定运动物体在任意时刻的运动角度。本发明的优点是基于高速摄像的非接触测量方法，利用视觉算法，对码盘和被测物体之间的相对位置进行计算，能随意安装高速摄影机的位置，对被测物没有损伤。

技术领域

本发明涉及非接触式的测量方法，特别涉及一种回转运动物体位移的非接触式测量方法。

背景技术

根据测量设备是否与被测物体接触，运动物体位移的测量方法分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量如拉线传感器，需要在被测物体上进行固定或钻孔操作，对被测物体的运动有干扰。

非接触式测量如采用霍尔传感器或激光传感器采集数字信号，对电信号进行后处理，但也需要在被测物上进行传感器固定，受被测物体的数量和传感器安放空间的限制。而且，操作复杂，对设备安装空间以及操作水平有较高的要求，测量速度很慢。这是本申请需要着重改善的地方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种回转运动物体位移的非接触式测量方法，基于高速摄像的非接触测量方法，利用视觉算法，对码盘和被测运动物体之间的相对位置进行计算，能随意安装高速摄影机的位置，对被测物没有损伤。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种回转运动物体位移的非接触式测量方法，包括以下的方法：

S1：沿自身回转中心回转的物体上分布有若干个待测量运动物体，待测量运动物体在回转物体的回转平面上运动，同时待测量运动物体也随着回转物体呈自身回转运动，将码盘固定在回转物体上，在若干个待测量运动物体上分别贴上至少三个参考定位点；

S11：在回转物体的回转表面上靠近回转中心选取用于固定码盘的位置；

码盘圆盘的中心和回转物体的回转中心重合；

S12：制作码盘；

S121：码盘为一圆盘，以圆盘的中心为起点作为极坐标的原点，以原点为起点刻有多条等角度间隔的呈放射分布的线段族，线段族中仅有唯一的一条线段的长度比其它线段短，该线段作为识别区域；

所述线段靠近圆盘的边缘有一小段断开区域；

所述射线将码盘分割成任意相等的角度；

S122：将码盘固定在回转物体上，码盘及码盘上的线段族的识别区域无任何遮挡；

S13：选取待测量运动物体表面的对应位置分别贴上至少三个参考定位点，三个参考定位点之间的相对距离是不同的，便于识别是哪个待测量运动物体；

所述三个参考定位点在运动过程中不被遮挡；

S2：回转物体运动之前，启动高速摄影机进行视频录制；回转物体运动停止后，终止拍摄，高速摄影机在拍摄过程中位置是固定的；

S3：图像识别系统识别回转物体和若干个待测量运动物体的初始位置任意时刻的位置和姿态；

所述图像识别系统包括视频导入模块、图像预处理模块和特征识别模块；视频导入模块是将拍摄的视频逐帧导入；图像预处理模块是将每一帧图像进行二值化；特征识别模块是识别出图像中每个待测量运动物体上的三个参考点和码盘上的线段族；

S31：视频导入模块将拍摄的视频逐帧导入图像识别系统，并将视频流中的每一帧图像分别存储起来，按顺序从1到N以自然数的方式编号；

S32：图像预处理模块按照编号顺序将S31存储的每一帧图像进行二值化处理，并按顺序从1到N以自然数的方式编号存储；