[發明專利]平面運動速度矢量測量方法及系統

無效

• 申請號: 200910064509.1
• 申請日: 2009-03-30
• 公開（公告）號: CN101852812A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 袁鴻軍
• 申請（專利權）人: 袁鴻軍
• 主分類號: G01P3/38
• 分類號: G01P3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子信息技術領域，涉及一種速度測量方法及速度測量系統，尤其涉及一種平面運動(或近視平面運動)速度矢量測量方法及系統。

背景技術

速度測量方法中，通常測出的是速度的標量。例如常用的汽車速度測量是通過輪胎帶動一個發動機，產生一定的電流，通過此電流，換算得出汽車的速度標量。同樣，利用多普勒效應測出的速度也是速度的標量。

對于汽車、火車等這類做近視平面運動的物體，在某些場合(比如汽車導航中需要描述汽車的運動軌跡等)，我們希望能夠得到速度的完整信息，包括速度的大小和速度的方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種平面運動的速度矢量測量方法，可以用于汽車、火車等做近視平面運動的物體的速度矢量測量。

另外，本發明還提供上述實現上述測量方法的測量系統。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種平面運動的速度矢量測量方法，通過圖像攝取單元連續對運動參照面上的物體取時間序列圖像，載體的平面運動引起物體的像的位置在相片坐標系里發生變化，位于攝像機光軸和相片交點的像點，其在微小時間間隔內的位置變化和載體的平面運動速度矢量成正比，借助于圖像匹配手段確定這些位置變化，最終求解載體的速度矢量。

作為本發明的一種優選方案，所述圖像攝取單元為攝像機；選取運動參照平面和攝像機光軸Z軸的交點P點作為測量平面運動速度的瞬時測量基準。

作為本發明的一種優選方案，所述瞬時測量基準是攝像機光軸Z軸和運動參照平面的隨機交點，其隨著平面運動的進行而不斷更新；一個瞬時測量基準的生命期是一個拍攝周期。

作為本發明的一種優選方案，該方法包括如下步驟；

(1)附著于載體上的圖像攝取單元對平面運動參考平面拍攝第n幀圖像；

(2)在所拍攝的第n幀圖像中，取得一部分作為測量所述平面運動在拍攝第n幀圖像和拍攝第n+1幀圖像之間運動速度的瞬時參考基準，并把其位置賦予參數A；

(3)所述圖像攝取單元拍攝第n+1幀圖像；

(4)在所拍攝的第n+1幀圖像中，匹配尋找所述瞬時參考基準；

(5)更新瞬時測量基準；

(6)若匹配尋找成功，轉步驟(7)，否則轉步驟(3)；

(7)把最佳匹配位置賦予參數B；

(8)計算所述平面運動在拍攝第n幀圖像和拍攝第n+1幀圖像之間的速度矢量V＝k*(B-A)+M，k為比例系數，M為修正量；

(9)若測量需要重復進行，根據測量要求控制時間延時后，則返回步驟(1)；

作為本發明的一種優選方案，所述圖像攝取單元攝取n幀圖像時，取圖像攝取單元的坐標系為世界坐標系o₀，取該坐標系中取位于z軸上的點P([0?0?z]^T)作為瞬時測量基準，瞬時測量基準P的像位于像平面的中心p₀(0?0)。圖像攝取單元發生運動(R?t)后，形成新的坐標系o₁，此時攝取第n+1幀圖像，瞬時測量基準P的像的位置移動到p₁(u?v)。由攝像機線性成像模型可以得出空間運動(R?t)和p點的像運動(u?v)之間的關系：