基于单摄像头的动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量方法

摘要

本发明涉及动力装置轴扭矩、转速、功率参数测量方法。在无负载的前提下，同步采集一组图像序列S₁-S_n；加载负载后，同步采集一组图像序列A₁-A_m；取A₁-A_m中任何一帧图像A_i，对A_i与参考图集S₁-S_n相关运算，得到相关性最高的参考图像，记为S_i；在S_i同一纵坐标处选择距离较远两点P₀、Q₀处的两个子区，通过相关计算，分别计算两点在A_i中对应的位置P₀’(x’₀,y’₀)、Q’₀(x’₁,y’₁)，得到A_i两端在应变前后的整像素位移扭转角扭矩通过获得。本发明具有较高精度，结构简单。

主权项

基于单摄像头的动力装置轴扭矩测量方法，动力装置(4)、传动轴(6)、负载(5)依次相连；其特征在于：在传动轴外周面，布置一圈随机标识图案；在随机标识图案处布置对应的摄像头(2)；摄像头与上位机(1)相连，上位机内分布图像存储单元，存储摄像头图像数据，且包含拍摄时间信息；工作过程如下：在无负载的前提下，开启摄像头，采集传动轴在0‑2π转角范围的图像序列，作为参考图集，记为：S₁‑S_n；加载负载后，开启摄像头，采集传动轴的一组图像序列，作为采集图集，记为：A₁‑A_m；取A₁‑A_m中任何一帧图像A_i，对A_i与参考图集S₁‑S_n相关运算，得到相关性最高的参考图像，记为S_i；在图像S_i和A_i内建立直角坐标系，以传动轴轴线的平行线方向为横坐标，以传动轴转动方向为纵坐标；在S_i同一纵坐标y₀处选择距离较远两点P₀(x₀,y₀)、Q₀(x₁,y₀)处的两个子区，通过相关计算，分别计算两点在A_i中对应的位置P₀’(x’₀,y’₀)、Q’₀(x’₁,y’₁)，得到A_i两端在应变前后的整像素位移(u,v)＝(x’₀‑x₀‑x’₁+x₁,y’₁‑y’₀)进一步计算得到亚像素级别位移(Δu,Δv)，然后得到像素位移(u+Δu,v+Δv)对应的实际位移扭转角根据静力学原理，对于两测量点相距为l＝x₁‑x₀，d为传动轴的直径，其扭矩为：式中G为传动轴材料的剪切弹性模量。