[發明專利]蹦床沖擊球檢測方法

有效

• 申請號: 201410049799.3
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103776604A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 吳興華;馬立修;孫亞燦;孫夢顏;曹立軍;萬隆
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01B11/03;G01B11/22
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 張雯

1.一種蹦床沖擊球檢測方法，其特征在于：包括蹦床（4）、沖擊球（1）、攝像機固定桿（5）、第一攝像機（2）、第二攝像機（3）和第三攝像機（6），攝像機固定桿（5）豎直固定在蹦床（4）右側，并且位于沖擊球（1）釋放位置的水平右方向即X軸上，第一攝像機（2）、第二攝像機（3）與第三攝像機（6）高度可調的固定在攝像機固定桿（5）上，第一攝像機（2）、第二攝像機（3）與第三攝像機（6）的像素均為1280×960，幀頻大于等于100Hz，快門速度小于等于1/500s，第一攝像機（2）與第二攝像機（3）連接有攝像機控制器；

具體檢測步驟如下：

步驟1，調整三臺攝像機的位置，使沖擊球（1）回彈后最高點位于第一攝像機（2）與第二攝像機（3）之間，使蹦床（4）下陷的最深點位于第三攝像機（6）的拍攝視場角范圍內；

步驟2，從相同位置釋放沖擊球（1），沖擊球（1）自由落體，攝像機控制器輸出脈沖信號，控制第一攝像機（2）與第二攝像機（3）同時采集一副圖像，第三攝像機（6）獨立連續拍攝，將第一攝像機（2）、第二攝像機（3）和第三攝像機（6）拍攝的圖像通過圖像采集卡存入PC機；

步驟3，將所拍攝的彩色圖像轉灰度圖像；

步驟4，將灰度圖像轉換為二值圖像，像素值為0的像素代表圖像的背景像素，像素值為1的像素代表沖擊球（1）像素，分別計算第一攝像機（2）與第二攝像機（3）的圖像中像素值為1的所有像素在豎向Y軸和縱向Z軸的坐標平均值，分別得到第一攝像機（2）與第二攝像機（3）拍攝圖像中沖擊球（1）的重心時間序列，選取Y軸坐標最大值的圖像計算沖擊球（1）重心相對于第一攝像機（2）圖像中心點在Y軸的像素差值NUMY1以及在Z軸的像素差值NUMZ1，計算沖擊球（1）重心相對于第二攝像機（3）圖像中心點在Y軸的像素差值NUMY2；同時得到第三攝像機（6）的圖像中蹦床（4）網面最低點的Y軸坐標時間序列，選取Y軸坐標最大值的圖像計算蹦床（4）網面最低點相對于第三攝像機（6）圖像中心點在Y軸的像素差值NUMY3；

步驟5，利用公式①計算攝像機的空間分辨率C，第一攝像機（2）的空間分辨率為C1、第二攝像機（3）的空間分辨率為C2以及第三攝像機（6）的空間分辨率為C3，

C=?2×X×tan????????????????????????????????????????????????/B???????????????????????????????????????????????①

其中X為攝像機與待采集圖像點的X軸距離，α為攝像機的視場角，B為攝像機的豎向像素點數；

步驟6，利用公式②～④計算沖擊球（1）與第一攝像機（2）的高度差Y1，與第二攝像機（3）的高度差為Y2以及沖擊球（1）的X軸坐標X1，

Y1=C1×NUMY1=2×X1×tan×NUMY1??????????????????????②

Y2=?C2×NUMY2=2×X1×tan×NUMY2?????????????????????③

Y1+Y2=ΔF???????????????????????????????????????????????????????????④

其中為第一攝像機（2）的視場角，為第二攝像機（3）的視場角，為第一攝像機（2）的豎向像素點數，為第二攝像機（3）的豎向像素點數，ΔF為第一攝像機（2）與第二攝像機（3）的已知豎向間距，50mm≤ΔF≤200mm；

步驟7，利用公式⑤計算沖擊球（1）的縱向坐標Z1，

Z1=C1×NUMZ1?????????????????????????????????????????????????⑤；

步驟8，得到沖擊球（1）回彈高度F+Y2、橫向偏移量X1-L以及縱向偏移量Z1，其中F為第二攝像機（3）與蹦床（4）網面的高度差，L為檢測點與第一攝像機（2）的X軸距離；

步驟9，利用公式⑥計算蹦床（4）網面相對第三攝像機（6）的陷入深度ΔH

ΔH=C3×NUMY3=?2×L×tan/×NUMY3???????????????????????⑥

其中L為檢測點與第三攝像機（6）的X軸距離，為第三攝像機（6）的視場角，為第三攝像機（6）的豎向像素點數；

步驟10，計算蹦床（4）下陷深度H，H=H1+ΔH，?H1為第三攝像機（6）與蹦床（4）網面的已知豎向距離，800mm≤H1≤1050mm；

步驟11，沖擊球（1）在相同位置釋放三次，取平均值，完成一個點的檢測；

步驟12，重復步驟1～11，對蹦床（4）的其他三個點進行檢測，完成對蹦床（4）的檢測。