本发明涉及机器设备检测技术领域，特别涉及一种回转精度测量方法和测量装置。
背景技术
诸如坦克、挖掘机等机械设备对回转平台的回转角度精度有特殊要求，因此其内部配置有测量回转角度的编码器。在前述设备出厂前，编码器与待测试回转平台具有较好的配合精度，编码器测量的回转角度和机械部件实际运动行程的回转角度相同，能够保证设备回转的精度控制；而当待测试回转平台进行大修后，因为机械设备的运转特定发生改变，所以编码器的编码特性和机械部件的运行特性不再匹配，造成编码器不能如实反映待测试回转平台的回转角度，造成对待测试回转平台的控制不准确，影响相应工作的正常实现，因此如何验证大修后的回转精度，确定设备状态是一重要问题。
技术实现要素：
为解决设备大修后，需要验证回转平台回转精度的问题，本发明提供一种回转精度测量方法和测量装置。
本发明提供一种回转精度测量方法，采用光轴平行于待测试回转平台转动轴的图像采集装置拍摄待测试回转平台上包含第一特征点和第二特征点的区域；
其中所述第一特征点和所述第二特征点位置不重合；所述方法包括：
在第一时刻拍摄待测试回转平台形成第一图像，在第二时刻拍摄待测试回转平台形成第二图像；提取所述第一特征点在第一图像的坐标(x11,y11)和在第二图像中的坐标(x12,y12)，以及提取所述第二特征点在第一图像的坐标(x21,y21)和在第二图像中的坐标(x22,y22)；
根据(x11,y11)和(x21,y21)确定第一方位角θ1；根据(x12,y12)和(x22,y22)确定第二方位角θ2，根据所述第一方位角θ1和所述第二方位角θ2夹角θ＝θ2-θ1；
比较所述夹角θ和驱动指令中的驱动角大小，根据比较解决确定定待测试回转平台的转动精度。
可选的，θ1＝arctan(y21-y11)/(x21-x11)，θ2＝arctan(y22-y12)/(x22-x12)。
可选的，待测试回转平台包括固定部和相对于所述固定部可做俯仰动作的伸出部；
所述第一特征点安装在所述固定部上；所述第二特征点安装在所述伸出部上。
可选的，所述第一特征点和所述第二特征点的连线不经过待测试回转平台的转动轴；
在所述固定部和所述伸出部交接位置设置有第三特征点，所述第三特征点和所述第二特征点的连线经过待测试回转平台的转动轴；所述第三特征点在第一图像中的坐标为(x31,y31)，在第二图像中的坐标为(x32,y32)；
根据下述方法获得所述第一方位角θ1：
获取(x'21,y'21)，其中，x'21＝x31+(x21-x31)/sinα1，y'21＝y31+(y21-y31)/sinα1，α1为第一时刻时所述伸出部相对于所述固定部的俯仰角；
根据(x'21,y'21)和(x11,y11)确定第一方位角θ1，θ1＝arctan(y'21-y11)/(x'21-x11)；
根据下述方法获得所述第二方位角θ2：
获得(x'22,y'22)，其中，x'22＝x32+(x22-x32)/sinα2，y'22＝y32+(y22-y32)/sinα2，α2为第二时刻时所述伸出部相对于所述固定部的俯仰角；
根据(x'22,y'22)和(x12,y12)确定第二方位角θ2，θ2＝arctan(y'22-y12)/(x'22-x12)。
本发明还提供一种回转精度测量装置，包括：
设置在待测试回转平台上的第一特征点和第二特征点，所述第一特征点和所述第二特征点的位置不重合；
光轴平行于待测试回转平台转动轴，并且可拍摄待测试回转平台上包含第一特征点和第二特征点区域的图像采集装置；
所述图像采集装置在第一时刻拍摄待测试回转平台形成第一图像，在第二时刻拍摄待测试回转平台形成第二图像；坐标提取单元，用于提取所述第一特征点在第一图像的坐标(x11,y11)和在第二图像中的坐标(x12,y12)，以及提取所述第二特征点在第一图像的坐标(x21,y21)和在第二图像中的坐标(x22,y22)；
夹角计算单元，用于根据(x11,y11)和(x21,y21)确定第一方位角θ1；根据(x12,y12)和(x22,y22)确定第二方位角θ2，以及计算所述第一方位角θ1和所述第二方位角θ2的夹角θ＝θ2-θ1；
精度确定单元，用于比较所述夹角θ和驱动指令中的驱动角大小，根据比较结果确定待测试回转平台的转动精度。
可选的，所述θ1＝arctan(y21-y11)/(x21-x11)，θ2＝arctan(y22-y12)/(x22-x12)；
可选的，待测试回转平台包括固定部和相对于所述固定部可做俯仰动作的伸出部；
所述第一特征点安装在所述固定部上；所述第二特征点安装在所述伸出部上；
可选的，所述第一特征点和所述第二特征点的连线不经过待测试回转平台的转动轴；
还包括设置在所述固定部和所述伸出部交接位置的第三特征点，所述第三特征点和所述第二特征点的连线经过待测试回转平台的转动轴；所述第三特征点在第一图像中的坐标为(x31,y31)，在第二图像中的坐标为(x32,y32)；
所述计算单元根据下述方法获得所述第一方位角θ1：
获取(x'21,y'21)，其中，x'21＝x31+(x21-x31)/sinα1，y'21＝y31+(y21-y31)/sinα1，α1为第一时刻时所述伸出部相对于所述固定部的俯仰角；
根据(x'21,y'21)和(x11,y11)确定第一方位角θ1，θ1＝arctan(y'21-y11)/(x'21-x11)；
所述计算单元根据下述方法获得所述第二方位角θ2：
获得(x'22,y'22)，其中，x'22＝x32+(x22-x32)/sinα2，y'22＝y32+(y22-y32)/sinα2，α2为第二时刻时所述伸出部相对于所述固定部的俯仰角；
根据(x'22,y'22)和(x12,y12)确定第二方位角θ2，θ2＝arctan(y'22-y12)/(x'22-x12)。
本发明提供的回转精度测量方法和测量装置，采用图像采集系统分别获得第一时刻和第二时刻时第一特征点和第二特征点的坐标，利用两个时刻坐标两个特征点坐标连线确定的直线之间的夹角和驱动指令中的驱动角进行比较，判定回转精度，实现回转精度地快速和准确判断。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1是本发明实施例提供的回转精度测量方法使用场景示意图；
图2是本发明实施例提供的回转精度测量方法的流程图；
图3是回转精度测量方法测量θ1的原理示意图；
图4是回转精度测量装置的示意图；
其中：11-第一特征点，12-第二特征点，13-第三特征点，14-图像采集装置，15-坐标提取单元，16-夹角计算单元，17-精度确定单元。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
图1是本发明实施例提供的回转精度测量方法使用场景示意图。如图1所示，本发明实施例提供的回转精度测量方法用于诸如坦克炮塔等回转平台的回转精度测量。具体的，在回转平台上设置有第一特征点11和第二特征点12，第一特征点11和第二特征点12错位设置。
在回转平台的上方设置有图像采集装置14，图像采集装置14中采集摄像头的光轴平行于待测试回转平台的转动轴。图像采集装置14可以拍摄回转平台中包括第一特征点11和第二特征点12的区域。
图2是本发明实施例提供的回转精度测量方法的流程图。如图2所示，本发明实施例提供的回转精度测量方法包括以下步骤。
s101：在第一时刻拍摄待测试回转平台形成第一图像，在第二时刻拍摄待测试回转平台形成第二图像；。
s102:提取第一特征点11在第一图像的坐标(x11,y11)和在第二图像中的坐标(x12,y12)，以及提取第二特征点12在第一图像的坐标(x21,y21)和在第二图像中的坐标(x22,y22)。
在获取第一图像和第二图像后，分别提取第一特征点11在第一图像中的坐标(x11,y11)和在第二图像中的坐标(x12,y12)，以及第二特征点12在第一图像中的坐标(x21,y21)和第二图像中的坐标(x22,y22)。
s103:根据(x11,y11)和(x21,y21)确定第一方位角θ1；根据(x12,y12)和(x22,y22)确定第二方位角θ2，计算第一方位角θ1和第二方位角θ2的夹角θθ＝θ2-θ1。
图3是回转精度测量方法测量θ1的原理示意图。如图3所示，本实施例中的回转精度测量装置中第一特征点11和第二特征点12的连线不经过待测试回转平台的转动轴；第一特征点11在回转平台的固定部上，第二特征点12位于回转平台中可以相对固定部做俯仰动作的伸出部上。另外，在固定部和回转部连接位置处还设置有第三特征点13。第三特征点13在第一图像的坐标是(x31,y31)，在第二图像中的坐标是(x32,y32)。
在回转平台转动过程中，伸出部可以相对地做俯仰运动。因为第一特征点11和第三特征点13均位于固定部上，所以二者的相对位置不发生变化；而因为第二特征点12位于伸出部上，当伸出部相对俯仰动作时，其相对于第一特征点11和第三特征点13的位置会发生变化，因此无法直接利用第一特征点11和第二特征点12在第一图像中的坐标连线确定的第一方位角θ1与利用第一特征点11和第二特征点12在第二图像中的连线确定的第二方位角θ2做比较，而是需要将第二特征点12的坐标投射到基准平面上，再进行比较。
本实施中，基准平面可以选择俯仰角为0度时的平面，也可以选择基准平面为俯仰角为其他角度的平面。具体的，第一方位角θ1的获取方法如下：
首先，根据(x21,y21)和(x31,y31)获得(x11,y11)在基准平面上的坐标(x'21,y'21)，x'21＝x31+(x21-x31)/sinα1，y'21＝y31+(y21-y31)/sinα1，α1为第一时刻时伸出部相对于固定部的俯仰角；
随后，根据(x'21,y'21)和和(x11,y11)确定第一方位角θ1，θ1＝arctan(y'21-y11)/(x'21-x11)。
同样的，第二方位角θ2的获取方法如下：
首先，获得(x'22,y'22)，其中，x'22＝x32+(x22-x32)/sinα2，y'22＝y32+(y22-y32)/sinα2，α2为第二时刻时伸出部相对于固定部的俯仰角；
其次，根据(x'22,y'22)和(x12,y12)确定第二方位角θ2，θ2＝arctan(y'22-y12)/(x'22-x12)。
s104：比较夹角θ和驱动指令中的驱动角大小，根据比较结果确定待测试回转平台的转动精度。
最后，根据回转平台实际转动的夹角为驱动指令中相应的驱动角大小，就可以判断回转平台的回转精度是否达到相应的标准。
具体应用中，如第一时刻和第二时刻相隔很小，则可以判定回转平台的回转速度是否达到设定标准；如果第一时刻和第二时刻相隔较大，则可以判定回转平台的回转角度是否达到设定标准。
前述方法中，第一方位角θ1可以在拍摄第一图像后立即提取特定点坐标并计算得到，也可以在完成第二图像测量后一并与第二图像处理得到。
本实施例中，为了保证诸如坦克炮塔等回转平台回转过程中伸出部做俯仰动作不会影响回转精度，需要使回转平台同时进行回转动作和俯仰动作。
当然，在其他实施例中，也可以保证伸出部相对于固定部固定，在回转过程中二者不发生相对位移，如此，可以不再设置第三特征点13，而仅使用第一特征点11和第二特征点12。
另外，在其他实施例中，如果第一特征点11和第二特征点12的连线经过回转平台的转动轴，伸出部也可以相对固定部做回转动作，并不影响前述角度的测量。
具体的，在其他实施例中，如果仅设置第一特征点11和第二特征点12，则前述的θ1＝arctan(y21-y11)/(x21-x11)，θ2＝arctan(y22-y12)/(x22-x12)
除了提供前述的回转精度测量方法外，本发明实施例还提供一种实现前述回转精度测量方法的回转精度测量装置。图4是回转精度测量装置的示意图。如图4所示，回转精度测量装置包括图像采集装置14、坐标提取单元15、夹角计算单元16和精度确定单元17，另外，还包括前述的第一特征点11和第二特征点12。
图像采集装置14的光轴平行于待测试回转平台转动轴，并且可拍摄待测试回转平台上包含第一特征点11和第二特征点12区域；图像采集装置14在第一时刻拍摄待测试回转平台形成第一图像，在第二时刻拍摄待测试回转平台形成第二图像。
坐标提取单元15用于提取第一特征点11在第一图像的坐标(x11,y11)和在第二图像中的坐标(x12,y12)，以及提取第二特征点12在第一图像的坐标(x21,y21)和在第二图像中的坐标(x22,y22)。
夹角计算单元16用于根据(x11,y11)和(x21,y21)确定第一方位角θ1；根据(x12,y12)和(x22,y22)确定第二方位角θ2，根据第一方位角θ1和第二方位角θ2夹角θ，θ＝θ2-θ1。
精度确定单元17用于比较夹角θ和驱动指令中的驱动角大小，根据比较结果确定待测试回转平台的转动精度。
如前，在仅具有第一特征点11和第二特征点12的情况下，θ1＝arctan(y21-y11)/(x21-x11)，θ2＝arctan(y22-y12)/(x22-x12)。
而在待测试回转平台包括固定部和伸出部，第一特征点11安装在固定部、第二特征点12安装在伸出部的情况下，还包括设置在固定部和伸出部交接位置的第三特征点13；第三特征点13在第一图像中的坐标为(x31,y31)，在第二图像中的坐标为(x32,y32)；
计算单元根据下述方法获得第一方位角θ1：获取(x'21,y'21)，其中，x'21＝x31+(x21-x31)/sinα1，y'21＝y31+(y21-y31)/sinα1，α1为第一时刻时伸出部相对于固定部的俯仰角；根据(x'21,y'21)和(x11,y11)确定第一方位角θ1，θ1＝arctan(y'21-y11)/(x'21-x11)；
计算单元根据下述方法获得第一方位角θ2：获得(x'22,y'22)，其中，x'22＝x32+(x22-x32)/sinα2，y'22＝y32+(y22-y32)/sinα2，α2为第二时刻时伸出部相对于固定部的俯仰角；根据(x'22,y'22)和(x12,y12)确定第二方位角θ2，θ2＝arctan(y'22-y12)/(x'22-x12)。
应当注意，以上实施例提供的图像采集装置14的采集精度应当达到相应的准确度，保证位置坐标确定的精度，继而保证后续角度求算的精度。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。