[發(fā)明專利]運(yùn)動(dòng)物體空間坐標(biāo)信息探測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510063280.5
• 申請(qǐng)日: 2015-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN104713530B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于存貴;玄柳;李宗濤;黃超;李志剛;王志翔;趙純;陳帥;魏浩;汪國(guó)梁;邵培
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C15/00
• 分類號(hào): G01C15/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號(hào)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種運(yùn)動(dòng)物體空間坐標(biāo)信息探測(cè)方法。

背景技術(shù)

當(dāng)物體在空間中做沿三個(gè)方向的平動(dòng)時(shí)，要實(shí)時(shí)探測(cè)被測(cè)物體特征點(diǎn)在空間中的三維坐標(biāo)信息，若采用攝像頭視覺(jué)定位，則至少需要使用兩個(gè)攝像頭來(lái)組成立體視覺(jué)探測(cè)系統(tǒng)，但是立體視覺(jué)的視場(chǎng)大小與其目標(biāo)定位精度之間難以平衡，而且控制器需要進(jìn)行大量的圖像數(shù)據(jù)處理，從而導(dǎo)致系統(tǒng)采樣頻率低，不利于探測(cè)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)，若被測(cè)物體表面為圓弧面，則圓弧面會(huì)對(duì)攝像頭視覺(jué)定位造成干擾，產(chǎn)生較大誤差。

由兩個(gè)2D激光位移傳感器構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)物體空間坐標(biāo)信息探測(cè)裝置可解決上述問(wèn)題，首先，2D激光位移傳感器可以測(cè)得被測(cè)物體表面任一點(diǎn)的二維坐標(biāo)信息，被測(cè)物體的圓弧面不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，其探測(cè)精度高；其次，2D激光位移傳感器的采樣頻率最高可達(dá)10K，所測(cè)得的坐標(biāo)信息以數(shù)字信號(hào)的形式與主控制器通信，無(wú)需通過(guò)復(fù)雜的信息處理，有利于提高信號(hào)探測(cè)的實(shí)時(shí)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種探測(cè)精度高、采樣頻率快、實(shí)時(shí)性好的運(yùn)動(dòng)物體空間坐標(biāo)信息探測(cè)方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種運(yùn)動(dòng)物體空間坐標(biāo)信息探測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一：被測(cè)物體的表面為平面或弧面，要探測(cè)的特征點(diǎn)位于被測(cè)物體的表面，在被測(cè)物體的表面設(shè)置兩個(gè)凸起標(biāo)志，其中一個(gè)凸起標(biāo)志呈豎直方向，為豎直凸起標(biāo)志，另一個(gè)凸起標(biāo)志呈水平方向，為水平凸起標(biāo)志，兩凸起標(biāo)志相互垂直，且豎直凸起標(biāo)志的延長(zhǎng)線穿過(guò)特征點(diǎn)；

步驟二：在兩凸起標(biāo)志相對(duì)應(yīng)的位置分別設(shè)置有2D激光位移傳感器，兩2D激光位移傳感器的位置固定，初始狀態(tài)下，兩2D激光位移傳感器的激光扇面垂直于相應(yīng)的凸起標(biāo)志，兩2D激光位移傳感器的視場(chǎng)中心線穿過(guò)相應(yīng)的凸起標(biāo)志，兩2D激光位移傳感器與相應(yīng)的凸起標(biāo)志的安裝距離為d，且兩2D激光位移傳感器的連線平行于豎直凸起標(biāo)志；

步驟三：被測(cè)物體能做沿三個(gè)方向的平動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)范圍在2D激光位移傳感器的探測(cè)范圍內(nèi)，并保證被測(cè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩凸起標(biāo)志與相應(yīng)的2D激光位移傳感器的激光扇面存在交點(diǎn)；

步驟四：被測(cè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，豎直凸起標(biāo)志與相對(duì)應(yīng)的2D激光位移傳感器的激光扇面交點(diǎn)為A，A到視場(chǎng)中心線的距離為x₁，A到2D激光位移傳感器的距離為y₁；水平凸起標(biāo)志與相對(duì)應(yīng)的2D激光位移傳感器的激光扇面交點(diǎn)為B，B到視場(chǎng)中心線的距離為x₂，B到2D激光位移傳感器的距離為y₂；

步驟五：設(shè)初始狀態(tài)下，被測(cè)物體的特征點(diǎn)的空間坐標(biāo)為(0，0，0)，則被測(cè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其特征點(diǎn)的空間坐標(biāo)為(x₁，(y₁+y₂)/2-d，x₂)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明運(yùn)動(dòng)物體空間坐標(biāo)信息探測(cè)方法可以探測(cè)運(yùn)動(dòng)的平面或弧面物體上特征點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)信息，探測(cè)精度高，采樣頻率快，信息計(jì)算量小，尤其在探測(cè)弧面物體時(shí)可以避免圓弧面造成的探測(cè)誤差，有利于提高探測(cè)的精確性與實(shí)時(shí)性。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的2D激光位移傳感器示意圖。

圖2是本發(fā)明的探測(cè)原理示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1和圖2：

本發(fā)明一種運(yùn)動(dòng)物體空間坐標(biāo)信息探測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一：被測(cè)物體1的表面為平面或弧面，要探測(cè)的特征點(diǎn)2位于被測(cè)物體1的表面，在被測(cè)物體1的表面設(shè)置兩個(gè)凸起標(biāo)志，其中一個(gè)凸起標(biāo)志呈豎直方向，為豎直凸起標(biāo)志3，另一個(gè)凸起標(biāo)志呈水平方向，為水平凸起標(biāo)志4，兩凸起標(biāo)志相互垂直，且豎直凸起標(biāo)志3的延長(zhǎng)線穿過(guò)特征點(diǎn)2；

步驟二：在兩凸起標(biāo)志相對(duì)應(yīng)的位置分別設(shè)置有2D激光位移傳感器5，兩2D激光位移傳感器5的位置固定，初始狀態(tài)下，兩2D激光位移傳感器5的激光扇面6垂直于相應(yīng)的凸起標(biāo)志，兩2D激光位移傳感器5的視場(chǎng)中心線7穿過(guò)相應(yīng)的凸起標(biāo)志，兩2D激光位移傳感器5與相應(yīng)的凸起標(biāo)志的安裝距離為d，且兩2D激光位移傳感器5的連線平行于豎直凸起標(biāo)志3；

步驟三：被測(cè)物體1能做沿三個(gè)方向的平動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)范圍在2D激光位移傳感器5的探測(cè)范圍內(nèi)，并保證被測(cè)物體1在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩凸起標(biāo)志與相應(yīng)的2D激光位移傳感器5的激光扇面6存在交點(diǎn)；