发明名称 基于激光跟踪仪逐点标定的目标位移矢量测量装置及方法
摘要 基于激光跟踪仪逐点标定的目标位移矢量测量装置及方法,属于微小位移检测技术领域。本发明为了解决现有视觉检测测量系统对目标微位移的检测方法,存在的测量结果精度低的问题。装置包括高速CCD摄像机、激光跟踪仪和漫反射投影屏幕,目标物在漫反射投影屏幕上移动;方法中首先基于目标物标定点的成像点与激光跟踪仪获得的目标物标定点共轭的原理,建立对应关系查找表;然后采用高速CCD摄像机依次对目标物的屏幕光斑成像,获得目标物投影点的共轭点,查表获得或查表结合双线性插值的解算方法获得目标物投影点在投影屏幕坐标系上的坐标值。本发明用于测量目标位移矢量。
申请公布号 CN103837085B 申请公布日期 2016.07.06
申请号 CN201410083057.2 申请日期 2014.03.07
申请人 哈尔滨工业大学 发明人 陈刚;孟繁擘;郭玉波;叶东;于潇宇;吕旭冬
分类号 G01B11/03(2006.01)I 主分类号 G01B11/03(2006.01)I
代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人 张利明
主权项 一种基于激光跟踪仪逐点标定的目标位移矢量测量装置的测量方法,所述测量装置包括高速CCD摄像机(1)、激光跟踪仪(2)和漫反射投影屏幕(3),目标物在漫反射投影屏幕(3)上移动;高速CCD摄像机(1)用于对漫反射投影屏幕(3)上的目标物标定点进行成像,激光跟踪仪(2)用于测定漫反射投影屏幕(3)上的目标物标定点坐标;其特征在于,它包括以下步骤:步骤一:设定漫反射投影屏幕(3)上一点A1作为目标物标定点,由激光跟踪仪(2)获得该目标物标定点A1在投影屏幕坐标系(4)上的坐标值为A1(U1,V1);步骤二:保持目标物标定点A1固定,利用高速CCD摄像机(1)对该目标物标定点A1进行成像,在高速CCD摄像机(1)的像面上得到目标物标定点A1的对应共轭点B1,对共轭点B1进行图像处理后,获得共轭点B1在像面坐标系(5)上的坐标值B1(m1,n1);步骤三:在漫反射投影屏幕(3)上,以目标物标定点A1为基准,再选定24个目标物标定点Ai,i=2,3,4,……,25,使25个目标物标定点在漫反射投影屏幕(3)上以25cm的间距均匀排布,然后依次按照步骤一和步骤二的方法,直至完成对第25个目标物标定点的测算,获得Ai(Ui,Vi)与Bi(mi,ni)的对应关系查找表,i=1,2,3,……,25;步骤四:采用高速CCD摄像机(1)依次对目标物在漫反射投影屏幕(3)上投影获得的屏幕光斑成像,获得目标物投影点的共轭点Bj(mj,nj),j=1,2,3,……;步骤五:在所述对应关系查找表中查找共轭点Bj(mj,nj),若Bj(mj,nj)与对应关系查找表中的某点Bi(mi,ni)重合,则执行步骤六;否则执行步骤七;步骤六:根据对应关系查找表获得目标物投影点在投影屏幕坐标系(4)上的坐标值,然后执行步骤八;步骤七:在所述对应关系查找表中根据Bj(mj,nj)周围最接近的四个已知标定点Bi(mi,ni),采用双线性插值的解算方法获得Aj(Uj,Vj),Aj(Uj,Vj)为与共轭点Bj(mj,nj)对应的目标物投影点在投影屏幕坐标系(4)上的坐标值;然后执行步骤八;步骤八:由步骤四至步骤七过程中获得的Aj(Uj,Vj)的初始值与终值,计算获得目标物在漫反射投影屏幕(3)上的位移矢量。
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