专利名称：单相机多测点动位移测量的方法
技术领域：
本发明涉及一种单相机多测点动位移测量的方法。
背景技术：
现有的利用相机进行动位移测量专利，主要有西安交通大学薛建儒等人于2010 年申请的单相机测量物体三维位置与姿态的方法(申请号/专利号201010184619)， 以及张征宇2009年申请的振动环境中的多相机动态摄影测量方法(申请号/专利号 200910305434)。这些方法在相机的动位移测量上进行了有效的尝试，但均没有解决工程应用中测量人员所最关注的两个关键问题准确性和经济性。
发明内容
本发明的目的是提供一种单相机多测点动位移测量的方法，能实现对多测点动态位移的精确测量。本发明的单相机多测点动位移测量的方法，其特征在于，包括以下步骤实现步骤 1 将某一具有一定形状的标志固定在被测物体表面；步骤2 以该标志的形心作为被测物体表面上的一个观测点，利用高速相机拍摄标志在运动过程中的一系列照片；步骤3 利用 Vision Acquisition软件，从所述高速相机提取一张样片，并通过在该样片上规定特定直线段长度的方法，计算样片的像素大小与固定标志点实际大小的比例系数，该比例系数用于实现相机测量全过程的单位转换；步骤4 进行观测标志动位移的反复采样分析过程，并记录标志点的运动轨迹，同时绘制相应的位移_时间曲线。按照上述的技术方案，通过设置一系列不同的观测点，可实现对多测点动态位移的精确测量。本发明的有益效果是，可以提高动位移测量结果的准确性和精度，并且与市场上同类产品相比具有使用简便、价格低廉、且可实现多测点同时测量的优点。
图1是本发明方法流程示意图。图2是本发明实施例的系统架构示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。本实施例的单相机多测点动位移测量的方法，其特征在于，包括以下步骤实现 步骤1 将某一具有一定形状的标志固定在被测物体表面，这里该一定形状可以是圆形， 三角形、四边形或五边形等；步骤2 以该标志的形心作为被测物体表面上的一个观测点， 利用高速相机拍摄标志在运动过程中的一系列照片；步骤3 利用OT公司提供的VisionAcquisition软件，从所述高速相机提取一张样片，并通过在该样片上规定特定直线段长度的方法，计算样片的像素大小与固定标志点实际大小的比例系数，该比例系数用于实现相机测量全过程的单位转换；步骤4 进行观测标志动位移的反复采样分析过程，并记录标志点的运动轨迹，同时绘制相应的位移-时间曲线。如图1所示，本实施例中，所述的反复采样分析过程是通过一个连续采样分析的while循环实现的；每个循环过程包括首先，利用 Vision Acquisition软件从相机读取一张固定标志的即时照片，测量过程中要注意保证固定标志的边界在随着被测物体一起运动的过程中不会超过相机的视野范围；然后，利用 LabVIEW软件提供的“Locate Edges”命令，对包含边界的即时照片进行边界分析和定位， 并获得固定标志的形心坐标；最后，将该形心坐标作为被测物体的实时位置，实时显示在电脑屏幕上，并输入系统进行数据存盘。该采样分析过程一直重复，直至点击控制面板上的 “STOP”按钮结束采样分析。为了让一般技术人员更好的理解本发明，请参照图2，图2是本实施例的系统架构示意图，本实施例中，我们采用高速相机进行图像采集，如图2所示，高速相机1和广角镜头 2相连并固定在三脚架3上，同时通过1394数据连接线6和1394数据采集卡5与计算机4 相连，接着在被测物体8表面观测点处固定标志7，然后利用动位移测量软件对标志的实时动位移进行采集、分析和记录。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种单相机多测点动位移测量的方法，其特征在于，包括以下步骤实现步骤1 将某一具有一定形状的标志固定在被测物体表面；步骤2 以该标志的形心作为被测物体表面上的一个观测点，利用高速相机拍摄标志在运动过程中的一系列照片；步骤3 利用Vision Acquisition软件，从所述高速相机提取一张样片，并通过在该样片上规定特定直线段长度的方法，计算样片的像素大小与固定标志点实际大小的比例系数，该比例系数用于实现相机测量全过程的单位转换；步骤4 进行观测标志动位移的反复采样分析过程，并记录标志点的运动轨迹，同时绘制相应的位移-时间曲线。
2.根据权利要求1所述的单相机多测点动位移测量的方法，其特征在于所述反复采样分析过程是通过一个连续采样分析的while循环实现的；每个循环过程包括首先，利用 Vision Acquisition软件从相机读取一张固定标志的即时照片，测量过程中要注意保证固定标志的边界在随着被测物体一起运动的过程中不会超过相机的视野范围；然后，利用 LabVIEW软件提供的“Locate Edges”命令，对包含边界的即时照片进行边界分析和定位，并获得固定标志的形心坐标；最后，将该形心坐标作为被测物体的实时位置，实时显示在电脑屏幕上，并输入系统进行数据存盘。
3.根据权利要求2所述的单相机多测点动位移测量的方法，其特征在于所述的 while循环是通过外部停止控制按钮结束采样分析。
4.根据权利要求1所述的单相机多测点动位移测量的方法，其特征在于所述的一定形状包括圆形，三角形、四边形或五边形。
5.根据权利要求1所述的单相机多测点动位移测量的方法，其特征在于所述的高速相机是通过1394数据连接线与采样分析系统通讯。
全文摘要
本发明涉及一种单相机多测点动位移测量的方法，其是将某一具有一定形状的标志固定在被测物体表面，以该标志的形心作为被测物体表面上的一个观测点，利用高速相机拍摄标志在运动过程中的一系列照片，然后通过在LabVIEW软件视觉与运动模块基础上自主开发的程序，依次读取和分析照片，并记录标志点的运动轨迹，同时绘制相应的位移-时间曲线。通过设置一系列不同的观测点，可实现对多测点动态位移的精确测量。
文档编号G01B11/04GK102288118SQ201110222560
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者吴庆雄, 陈宝春, 黄宛昆 申请人:福州大学