基於圖像識別的運動物體測量方法

2023-12-09 04:44:31

專利名稱：基於圖像識別的運動物體測量方法
技術領域：
本發明屬於測量技術領域，進一步涉及圖像識別領域。
目前，對運動物體的測量，主要有光學、光電、電磁和超聲等測量方法。(《精密測量技術》，花國梁主編清華大學出版社)這些方法測量有的測量的穩定性很低有的對測量系統(包括被測物和測量儀表)的安裝精度要求很高，一般只適合對直線運動的測量，而不適合對做特殊曲線運動和大物體運動的在線測量。
本發明的目的在於提供一種新的測量方法。該方法基於圖像識別的原理，可以實現對按某種規律運動的物體的在線測量。
本發明提供的測量方法，利用對打在被測物體上的標記進行圖像識別來實現測量。首先由同步時鐘指揮打標記裝置按一定間隔自動在被測物上打標記(如噴塗、刷抹等)，同時在同步時鐘指揮下，攝像裝置與打標記同步地攝取包含標記在內的圖像，接著識別出標記並計算出標記特徵點(如中心，某個角頂點等)的坐標，於是根據記錄下來的坐標序列，可以計算出被測物體運動軌跡、沿軌跡的長度和當前的運動速度等參數。
測量過程描述如下1、啟動同步時鐘CLK1和CLK2，CLK2遲後CLK1一個固定時間間隔(等於打標記過程的延時時間)；2、同步時鐘CLK1啟動打標記裝置，向被測物打標記；
3、CLK2啟動取像裝置取像；4、對攝取的圖像進行處理與識別，找到標記，並計算出標記上特徵點在本幅圖像中的坐標Xi′， Yi′。設參考坐標系X，Y的原點在攝像機上，則當前測量點在參考系中的坐標值為，Xi=j=0iXj-Xj-1+ax-X]]>Yi=j=0iYj-Yj-1+ay-y]]>其中ax和ay分別為一幅圖在x和y兩個方向的寬度，Δx和Δy分別為前後兩幅圖在X和Y兩個方向上的重疊量(一定的重疊才能保證不漏攝圖像)。
5、如果測量完畢，發出某種信號，則轉入下一步，否則返回2。顯然同步時鐘CLK1、CLK2的時間間隔要足夠長，以滿足第4、5步驟所需要的時間。
6、根據第4步驟提供的坐標序列可以利用曲線擬合杓方法獲得對運動軌跡的描述，進一步根據物理學和幾何學的原理計算出運動軌跡和X、Y方向的總長度、瞬時運動速度等參數，結束一次測量。
本發明提供的測量方法，為測量方法開劈了新的思路，顯示了如下好處；1、可以實現無接觸測量，適應於人工和機械不易靠近和接觸的場合下的測量。
2、可以實現工業生產線上的在線測量。
3、可以實現對按各種複雜軌跡運動的物體的非接觸測量，計算出有關參數(如軌跡的描述，軌跡的長度，瞬時速度等)。
4、只要選擇合適的攝像裝置，可以獲得很高的測量精度。
權利要求
1.基於圖像識別的運動物體測量方法，其特徵在於測量步驟為首先由同步時鐘指揮打標記裝置，按一定間隔自動在被測物體上打標記，同時在同步時鐘指揮下攝像裝置與打標記同步地攝取包含標記在內的圖像；其次對攝取的圖像進行處理與識別，找到標記，並計算出標記上特徵點在本幅圖像中的坐標；然後根據記錄下來的坐標序列計算出被測物體運動軌跡、沿軌跡的長度和當前的運動速度。
全文摘要
一種測量技術領域的基於圖像識別的運動物體測量方法，本發明提供的測量方法，是由同步時鐘指揮對被測運動物體打標記的同時攝取圖像，然後識別標記並計算出標記特徵點的坐標，再計算出被測物體運動軌跡、沿軌跡的長度和當前的運動速度等參數。本發明實現了無接觸在線測量，測量精度高。
文檔編號G01B11/03GK1141427SQ9511362
公開日1997年1月29日 申請日期1995年12月29日 優先權日1995年12月29日
發明者梁德群 申請人:西安交通大學