[發明專利]一種用于超壓氣球的形變檢測裝置及其方法

有效

• 申請號: 201510069561.1
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104634270B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 涂翠;胡雄;王欣穎;史東波;韋峰;龔建村
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司11472
• 代理人: 王宇楊,楊青

技術領域

本發明涉及精密檢測技術領域，特別涉及一種用于超壓氣球的形變檢測裝置及其方法。

背景技術

針對球體形變的檢測方法通常有三種：接觸式、激光掃描式和普通成像式。這些方法需要將球體放置在某個支撐物或固定物上，適用于硬質、不容易產生形變的球體、或者對精度要求不高的氣球的形變檢測。對于易受支撐物或固定物影響而產生形變的氣球，采用上述方法檢測后均會引入新的誤差；因此，要實現對氣球自身形變的高精度檢測，采用上述各檢測方法均不適用。

發明內容

本發明的目的在于，為了克服利用現有的球體檢測技術在檢測易變形的氣球時，由于受檢測設備的影響而產生二次形變誤差，從而降低了檢測精度的技術問題；本發明提供一種用于超壓氣球的形變檢測設備及其方法，利用本發明的檢測設備能夠實現對超壓(球內氣壓大于外部氣壓)氣球自身形變的高精度檢測。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于超壓氣球的形變檢測裝置。該檢測裝置包括真空罐、拋球模塊、成像模塊和數據處理模塊。其中，所述的真空罐用于為置于其罐內的超壓氣球提供真空或低氣壓環境，以降低大氣阻力和浮力對氣球形變的影響；所述的拋球模塊位于真空罐內，用于將超壓氣球拋至空中，使超壓氣球向上運動至成像模塊的視場范圍內；所述的成像模塊用于為超壓氣球拍攝照片，并將成像數據傳輸至處理模塊；所述數據處理模塊用于處理從成像模塊輸入的成像數據后獲取超壓氣球的輪廓圖像，并計算獲取超壓氣球的形變參數。

作為上述技術方案的進一步改進，所述的成像模塊通過真空罐上設有的光學窗口進行拍照成像。

作為上述技術方案的進一步改進，所述的成像模塊采用低畸變的鏡頭和具有全局快門的相機進行拍照。

作為上述技術方案的進一步改進，所述成像模塊中的鏡頭焦距f和相機感光元件最大內切圓直徑d之間滿足關系：

其中，D為超壓氣球直徑，S為超壓氣球與鏡頭等效入瞳位置的間距。

作為上述技術方案的進一步改進，所述真空罐的光學窗口的直徑L滿足關系：

其中，s為光學窗口與鏡頭等效入瞳位置的間距。

本發明還提供了基于所述的用于時間延遲積分成像載荷檢測的面光源所實現的檢測方法，該方法包括：

步驟1)將超壓氣球置于真空罐內；

步驟2)通過拋球模塊將該超壓氣球拋至空中，并利用拋球模塊給成像模塊發送觸發信號；

步驟3)所述的成像模塊受觸發信號觸發對超壓氣球進行拍照，并將成像數據傳輸至處理模塊；

步驟4)利用數據處理模塊處理從成像模塊輸入的圖像數據后，獲取超壓氣球的輪廓圖象，并計算得出超壓氣球在拍攝面上的形變參數。

作為上述技術方案的進一步改進，所述的步驟4)具體包括：

步驟401)將從成像模塊輸入的成像數據進行畸變校正，校正由于光路導致的圖像畸變；

步驟402)將經步驟401)畸變校正后的成像數據進行外形輪廓識別，利用梯度計算方法識別獲得超壓氣球的輪廓圖像；

步驟403)利用最小二乘法對步驟402)中獲得的輪廓圖像進行圓擬合；

步驟404)通過統計輪廓圖像與擬合圓之間的差異，計算得出超壓氣球的形變參數。

作為上述技術方案的進一步改進，所述的超壓氣球的形變參數包括：半徑差異平均值、半徑差異最大值、半徑差異最小值和半徑差異標準差。

本發明的一種用于超壓氣球的形變檢測裝置及其方法優點在于：

通過在真空罐內設置拋球模塊，將超壓氣球拋至空中，使超壓氣球向上運動至成像模塊的視場范圍內進行拍照檢測，克服了利用現有的球體檢測技術在檢測易變形的氣球時，由于受檢測設備的影響而產生二次形變誤差，從而降低了檢測精度的技術問題；從而實現在無支撐物或固定物、以及大氣等外界因素的影響下，對超壓氣球形變參數的高精度檢測。

附圖說明

圖1是本發明實施例中的一種用于超壓氣球的形變檢測裝置結構示意圖。

圖2是本發明實施例中的一種用于超壓氣球的形變檢測裝置的應用場景示意圖。

圖3是利用本發明的用于超壓氣球的形變檢測裝置實現檢測的方法流程圖。

圖4是利用本發明的數據處理模塊進行數據處理的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明所述的一種用于超壓氣球的形變檢測裝置及其方法進行詳細說明。

如圖1所示，本發明的一種用于超壓氣球的形變檢測裝置，包括：真空罐、拋球模塊、成像模塊和數據處理模塊。