[发明专利]蹦床冲击球检测方法

摘要

蹦床冲击球检测方法，属于蹦床检测技术领域。第一摄像机（2）与第二摄像机（3）连续采集冲击球（1）回弹后的图像，第三摄像机（6）连续采集蹦床（4）网面下陷深度的图像，对图像处理后计算待测点与图像中心的像素差值，并分别计算第一摄像机（2）、第二摄像机（3）与第三摄像机（6）采集图像的空间分辨率，通过空间分辨率以及像素差值得到冲击球（1）回弹后的三维坐标以及蹦床（4）网面的下陷深度，得到冲击球（1）回弹的最高高度、最大水平偏移量以及蹦床（4）下陷的最深深度，完成一次检测，本发明不需要预先标定摄像机，对摄像机的性能和安装精度需求较低，具有检测方便、结果准确、检测效率高等优点。

主权项

1.一种蹦床冲击球检测方法，其特征在于：包括蹦床（4）、冲击球（1）、摄像机固定杆（5）、第一摄像机（2）、第二摄像机（3）和第三摄像机（6），摄像机固定杆（5）竖直固定在蹦床（4）右侧，并且位于冲击球（1）释放位置的水平右方向即X轴上，第一摄像机（2）、第二摄像机（3）与第三摄像机（6）高度可调的固定在摄像机固定杆（5）上，第一摄像机（2）、第二摄像机（3）与第三摄像机（6）的像素均为1280×960，帧频大于等于100Hz，快门速度小于等于1/500s，第一摄像机（2）与第二摄像机（3）连接有摄像机控制器；具体检测步骤如下：步骤1，调整三台摄像机的位置，使冲击球（1）回弹后最高点位于第一摄像机（2）与第二摄像机（3）之间，使蹦床（4）下陷的最深点位于第三摄像机（6）的拍摄视场角范围内；步骤2，从相同位置释放冲击球（1），冲击球（1）自由落体，摄像机控制器输出脉冲信号，控制第一摄像机（2）与第二摄像机（3）同时采集一副图像，第三摄像机（6）独立连续拍摄，将第一摄像机（2）、第二摄像机（3）和第三摄像机（6）拍摄的图像通过图像采集卡存入PC机；步骤3，将所拍摄的彩色图像转灰度图像；步骤4，将灰度图像转换为二值图像，像素值为0的像素代表图像的背景像素，像素值为1的像素代表冲击球（1）像素，分别计算第一摄像机（2）与第二摄像机（3）的图像中像素值为1的所有像素在竖向Y轴和纵向Z轴的坐标平均值，分别得到第一摄像机（2）与第二摄像机（3）拍摄图像中冲击球（1）的重心时间序列，选取Y轴坐标最大值的图像计算冲击球（1）重心相对于第一摄像机（2）图像中心点在Y轴的像素差值NUMY1以及在Z轴的像素差值NUMZ1，计算冲击球（1）重心相对于第二摄像机（3）图像中心点在Y轴的像素差值NUMY2；同时得到第三摄像机（6）的图像中蹦床（4）网面最低点的Y轴坐标时间序列，选取Y轴坐标最大值的图像计算蹦床（4）网面最低点相对于第三摄像机（6）图像中心点在Y轴的像素差值NUMY3；步骤5，利用公式①计算摄像机的空间分辨率C，第一摄像机（2）的空间分辨率为C1、第二摄像机（3）的空间分辨率为C2以及第三摄像机（6）的空间分辨率为C3，C= 2×X×tan/B                                               ①其中X为摄像机与待采集图像点的X轴距离，α为摄像机的视场角，B为摄像机的竖向像素点数；步骤6，利用公式②～④计算冲击球（1）与第一摄像机（2）的高度差Y1，与第二摄像机（3）的高度差为Y2以及冲击球（1）的X轴坐标X1，Y1=C1×NUMY1=2×X1×tan×NUMY1                      ②Y2= C2×NUMY2=2×X1×tan×NUMY2                     ③Y1+Y2=ΔF                                                           ④其中为第一摄像机（2）的视场角，为第二摄像机（3）的视场角，为第一摄像机（2）的竖向像素点数，为第二摄像机（3）的竖向像素点数，ΔF为第一摄像机（2）与第二摄像机（3）的已知竖向间距，50mm≤ΔF≤200mm；步骤7，利用公式⑤计算冲击球（1）的纵向坐标Z1，Z1=C1×NUMZ1                                                 ⑤；步骤8，得到冲击球（1）回弹高度F+Y2、横向偏移量X1-L以及纵向偏移量Z1，其中F为第二摄像机（3）与蹦床（4）网面的高度差，L为检测点与第一摄像机（2）的X轴距离；步骤9，利用公式⑥计算蹦床（4）网面相对第三摄像机（6）的陷入深度ΔHΔH=C3×NUMY3= 2×L×tan/×NUMY3                       ⑥其中L为检测点与第三摄像机（6）的X轴距离，为第三摄像机（6）的视场角，为第三摄像机（6）的竖向像素点数；步骤10，计算蹦床（4）下陷深度H，H=H1+ΔH， H1为第三摄像机（6）与蹦床（4）网面的已知竖向距离，800mm≤H1≤1050mm；步骤11，冲击球（1）在相同位置释放三次，取平均值，完成一个点的检测；步骤12，重复步骤1～11，对蹦床（4）的其他三个点进行检测，完成对蹦床（4）的检测。