[實用新型]圖像法單點動靜態位移測量能力校準裝置

有效

• 申請號: 201720694355.4
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN206847559U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 何華陽;周毅姝;王夢婕;冷正威
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本實用新型屬于橋梁撓度檢測儀行業標準及檢定規程。

背景技術

數字圖像技術從20世紀末開始進入了飛躍發展的時代，圖像法也應用在各行各業中，它已經成為位移測量領域的一種重要的非接觸式測量方法，可避免傳統接觸式方法所面臨的困難，具有精度高、使用方便等特點。

隨著中國經濟的飛速發展，道路橋梁及隧道建設施工量與日俱增，道路與橋梁工程檢測設備種類也日益增多。在道路與橋梁工程檢測設備中，有不少設備是利用圖像法對位移量進行測量的。對此類設備的校準是關系著設備測量準確度的重要環節。

目前，對圖像法位移測量儀器的校準方法有兩種，一是采用標準分辨力板等標準板對儀器的分辨力進行校準，忽略了位移的動態特征；二是采用電機帶動絲杠產生位移的方式，使電機帶動絲桿轉動，讓固定在絲杠上的移動平臺產生一定的位移量。通過圖像法位移測量儀器測量移動平臺的運動情況進行校準。

目前，現有校準方法都存在一定的局限性，無法經濟、便捷、有效的進行校準。

圖像法位移測量儀器：采用攝像頭、工業相機等成像模塊對被測對象進行圖像采集，并通過PC、MCU等進行處理得到被測對象的位移數據的儀器，例如圖像式非接觸動靜態位移測量儀、光電式橋梁撓度儀等等。

動態位移：被測對象發生的往復多次位移，位移大小是一個距離數列，位移方向隨被測對象的運動方向變化。

靜態位移：被測對象發生的單向單次位移，位移大小為被測對象起始點到停止點的直線距離，位移方向由被測對象起始點指向終點。

1)采用標準板進行校準

采用標準分辨力板等標準板對儀器的分辨力進行校準。

2)采用電機絲桿結構進行校準

采用電機帶動絲杠產生位移的方式，使電機帶動絲桿轉動，讓固定在絲杠上的移動平臺產生一定的位移量。通過圖像法位移測量儀器測量移動平臺的運動情況進行校準。

現在技術存在以下缺點：

1)無法準確校準。采用標準板只能對分辨力進行校準，其實際校準的內容是成像單元(CCD或CMOS)的性能，無法校準儀器在動態測量中的儀器響應速度、數據處理準確性等性能。

2)價格昂貴。采用電機帶動移動平臺的方式進行校準，對電機和絲杠的精度和響應速度等性能的要求極高，其費用昂貴。

3)可控性差。采用電機帶動移動平臺的方式進行校準，其位移量和移動速度難以控制，裝置的重復性難以滿足要求。

發明內容

本實用新型實現了對圖像法位移測量儀器動態測量性能的校準，具有極好的可控性，產生的位移量十分準確，位移的速度可控。

1.圖像法單點動靜態位移測量能力校準裝置，其特征在于：包括電機控制器，由電機及軸組成的傳動模塊，記錄帶控制模塊，光源變換模塊，控制器，記錄帶，和光源。3個傳動模塊和1個記錄帶控制模塊成矩形頂點排布。

記錄帶控制模塊包括由電機和軸組成的記錄帶傳入模塊，由電機和軸組成的記錄帶傳出模塊，記錄帶傳入模塊和記錄帶傳出模塊的旋轉方向是相反的，記錄帶纏繞在記錄帶傳入模塊和記錄帶傳出模塊的軸上；

光源安裝在控制器上方。控制器控制光源、電機控制器以及記錄帶控制模塊。記錄帶從記錄帶控制模塊的記錄帶傳出模塊一側傳出，依次繞過3個傳動模塊，從記錄帶控制模塊的記錄帶傳入模塊傳入。光源變換模塊固定在光源前方，將光束調整為一條垂直于底面的直線。

2.應用所述裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將記錄帶安裝在校準圖像法位移測量儀器的裝置上，以下簡稱校準裝置。

(2)將被校儀器放置在校準裝置正前方，使得被校儀器的攝像頭對準校準裝置的記錄帶。

(3)啟動被校儀器。

(4)啟動校準裝置，即打開光源，啟動記錄帶控制模塊及3個傳動模塊。控制器控制光源的開閉；控制電機控制器輸出相應指令，控制電機帶動軸旋轉；控制記錄帶控制模塊傳入傳出記錄帶，使得記錄帶控制模塊與3個傳動模塊協同工作，帶動記錄帶移動。記錄帶采用不透明的材料制成，上面鏤空刻有預設的位移曲線，光線僅從曲線處通過。當光源打開時，從校準裝置正面觀察，能看到記錄帶位移曲線上存在一亮點。

(5)被校儀器拍攝記錄帶上亮點的移動情況，并記錄數據。

(6)讀取被校儀器輸出的位移數據，與記錄帶的標準數據進行比較，計算二者誤差。

(7)停止校準，關閉被校儀器，關閉校準裝置，將記錄帶取下。

更具體的是，本裝置主要由控制器、電機、光源、光源變換模塊、記錄帶等部分組成，硬件連接圖如圖1所示。