[發(fā)明專利]一種自動(dòng)標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710496799.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107478864A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫培岡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫培岡
• 主分類號(hào): G01P21/02
• 分類號(hào): G01P21/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，屬于標(biāo)定領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在實(shí)驗(yàn)室河工模型或原型河流表面流速測(cè)量廣泛應(yīng)用大范圍表面流場(chǎng)圖像測(cè)試系統(tǒng)。其原理是：在水流表面散播跟隨性能好的示蹤粒子，跟隨水流運(yùn)動(dòng)，記錄一定時(shí)間間隔的流場(chǎng)圖像，經(jīng)圖像處理提取示蹤粒子像，在相鄰兩幅流場(chǎng)圖像中進(jìn)行粒子匹配，找到t₁時(shí)刻示蹤粒子經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間后在t₂時(shí)刻的圖像，計(jì)算出Δt時(shí)間內(nèi)粒子位移L，從而求得示蹤粒子的速度，對(duì)應(yīng)水流點(diǎn)的速度v：v＝L/Δt，從圖像上提取位移L的單位為像素，為獲取實(shí)際流速大小，需要將建立像素與實(shí)際尺度之間的關(guān)系，該過(guò)程稱為標(biāo)定，α＝l/N，α為單位像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際尺寸，l、N分別為水流表面實(shí)際長(zhǎng)度與圖像上對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)。

原型河流應(yīng)用時(shí)，攝像機(jī)只能架設(shè)在岸灘上，為獲取河流中心的流速，攝像機(jī)需要以一定角度傾斜布置，導(dǎo)致采集的圖像不同區(qū)域存在不同的變形。因此，迫切需要一種自動(dòng)標(biāo)定裝置。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種自動(dòng)標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，通過(guò)追蹤兩束激光的交叉點(diǎn)，運(yùn)用幾何關(guān)系建立圖像像素與實(shí)際尺度轉(zhuǎn)換關(guān)系，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的自動(dòng)標(biāo)定裝置，包括第一旋轉(zhuǎn)托盤、第二旋轉(zhuǎn)托盤、第一激光發(fā)射裝置和第二激光發(fā)射裝置，所述第一激光發(fā)射裝置位于第一旋轉(zhuǎn)托盤上，第二激光發(fā)射裝置位于第二旋轉(zhuǎn)托盤上，所述第一旋轉(zhuǎn)托盤通過(guò)軸承安裝在第一旋轉(zhuǎn)桿上，第一旋轉(zhuǎn)桿插入在第一套筒上，第一旋轉(zhuǎn)桿底部設(shè)有第一螺紋孔，在第一螺紋孔中安裝有第一螺桿，第一螺桿安裝在第一電機(jī)上；所述第二旋轉(zhuǎn)托盤通過(guò)軸承安裝在第二旋轉(zhuǎn)桿上，第二旋轉(zhuǎn)桿插入在第二套筒上，第二旋轉(zhuǎn)桿底部設(shè)有第二螺紋孔，在第二螺紋孔中安裝有第二螺桿，第二螺桿安裝在第二電機(jī)上，在第一旋轉(zhuǎn)托盤和第二旋轉(zhuǎn)托盤上均設(shè)有通孔，兩個(gè)通孔之間連接有軟管，軟管內(nèi)設(shè)有液體，在河岸上安裝有攝像機(jī)。

作為優(yōu)選，所述第一套筒和第二套筒均設(shè)有凹槽，第一旋轉(zhuǎn)桿和第二旋轉(zhuǎn)桿的兩側(cè)均延伸有凸臺(tái)，凸臺(tái)插入凹槽內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述第一旋轉(zhuǎn)托盤和第二旋轉(zhuǎn)托盤上均安裝有角度傳感器。

作為優(yōu)選，所述第一旋轉(zhuǎn)托盤和第二旋轉(zhuǎn)托盤上均設(shè)有水平儀。

作為優(yōu)選，所述第一旋轉(zhuǎn)桿和第二旋轉(zhuǎn)桿上均設(shè)有螺紋孔，在第一旋轉(zhuǎn)托盤和第二旋轉(zhuǎn)托盤的中心插入有鎖緊螺栓，鎖緊螺栓插入到螺紋孔中。

一種自動(dòng)標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，包括以下步驟：

(1)通過(guò)水平儀將第一旋轉(zhuǎn)托盤和第二旋轉(zhuǎn)托盤調(diào)整在水平位置，將第一旋轉(zhuǎn)托盤通過(guò)第一電機(jī)調(diào)整到河流最低水位，通過(guò)第二電機(jī)帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)托盤移動(dòng)，在第一旋轉(zhuǎn)托盤和第二旋轉(zhuǎn)托盤之間連接軟管，在軟管內(nèi)倒入液體，通過(guò)第二電機(jī)帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)托盤和第一旋轉(zhuǎn)托盤上的軟管內(nèi)的液體液面在同一高度，第二電機(jī)停止工作；

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)托盤和第二旋轉(zhuǎn)托盤，使第一激光和第二激光兩束光重合,第一激光和第二激光中心點(diǎn)之間的距離為A，以第一激光中心為原點(diǎn)，與第二激光中心連線為X軸，根據(jù)右手定則建立原型坐標(biāo)系；

(3)轉(zhuǎn)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)托盤，第一旋轉(zhuǎn)托盤上的角度傳感器顯示讀數(shù)為a₁₁，轉(zhuǎn)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)托盤，第二旋轉(zhuǎn)托盤上的角度傳感器顯示讀數(shù)為a₂₁，攝像機(jī)拍攝激光圖像M1，兩束激光交點(diǎn)P1在圖像坐標(biāo)系上的坐標(biāo)為(x_M1,y_M1)，在原型坐標(biāo)系上的坐標(biāo)為(x₁,y₁)，則有：

y₁＝A/(cot a₁₁+cot a₂₁)

x₁＝y(tǒng)₁cot a₁₁；

(4)轉(zhuǎn)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)托盤，第一旋轉(zhuǎn)托盤上的角度傳感器顯示讀數(shù)為a₁₂，轉(zhuǎn)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)托盤，第二旋轉(zhuǎn)托盤上的角度傳感器顯示讀數(shù)為a₂₂，攝像機(jī)拍攝激光圖像M2，兩束激光交點(diǎn)P2在圖像坐標(biāo)系上的坐標(biāo)為(x_M2,y_M2)，在原型坐標(biāo)系上的坐標(biāo)為(x₂,y₂)，則有：

y₂＝A/(cot a₁₂+cot a₂₂)

x₂＝y(tǒng)₂cot a₁₂；