[發明專利]位移測量系統及方法

有效

• 申請號: 201811476998.7
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109307477B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 鄭文;林恒;張翔
• 申請（專利權）人: 福建匯川物聯網技術科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

1.一種位移測量系統，其特征在于，包括激光測距傳感器、視頻攝像機、電動云臺及中央控制器及棋盤格；所述棋盤格設置于目標物體上；所述激光測距傳感器及視頻攝像機固定在所述電動云臺上；所述激光測距傳感器、所述視頻攝像機、所述電動云臺分別與所述中央控制器連接；

所述中央控制器用于控制所述電動云臺轉動到預設方位；

所述視頻攝像機用于采集包含所述目標物體的圖像數據；

所述中央控制器還用于根據所述圖像數據及預先得到的系統參數，確定當所述激光測距傳感器對準預設的測量點時，所述電動云臺的測量方位的方位角，并控制所述電動云臺轉動到所述測量方位；所述預設的測量點為所述棋盤格上的預設角點；

所述激光測距傳感器用于采集所述測量點的位置數據；

所述中央控制器還用于根據所述位置數據及所述系統參數，確定所述測量點的在預設的空間坐標系中的起始位置坐標；

所述位移測量系統還用于當所述目標物體從初始位置運動到目標位置時，確定當所述目標物體位于目標位置時，所述測量點在預設的空間坐標系中的目標位置坐標；

所述中央控制器還用于根據所述起始位置坐標及所述目標位置坐標，確定所述目標物體的位移；

所述系統參數包括視頻攝像機參數、激光測距傳感器參數及電動云臺參數；

所述中央控制器還用于根據所述圖像數據及預先得到的所述視頻攝像機參數，確定所述測量點在預設的空間坐標系中的起始位置估計坐標；根據所述起始位置估計坐標及所述激光測距傳感器參數，確定當所述激光測距傳感器對準預設的測量點時，所述電動云臺的測量方位的方位角；

所述視頻攝像機參數包括視頻攝像機基本參數及視頻攝像機標定參數；

所述中央控制器還用于根據所述圖像數據，確定所述測量點在所述圖像數據中的平面坐標；根據所述平面坐標及所述視頻攝像機基本參數，采用計算機視覺算法確定所述測量點的視頻攝像機成像坐標；根據所述視頻攝像機成像坐標、所述視頻攝像機標定參數及所述電動云臺參數，采用計算機視覺算法確定所述測量點在預設的空間坐標系中的起始位置估計坐標；所述視頻攝像機標定參數包括成像中心點空間坐標；所述成像中心點空間坐標為所述電動云臺的方位角為0時，所述視頻攝像機的成像中心點在預設的空間坐標系中的坐標；所述電動云臺參數包括所述電動云臺的方位角；所述方位角包括水平旋轉角及豎直旋轉角；

所述中央控制器還用于：

通過下述方程式計算所述測量點在預設的空間坐標系中的起始位置估計坐標：

P₁'＝Ry(-β)Rx(-α)T(-P₀”)P₁

其中，P₀”= Rx(α)Ry(β)P₀'，P₁'為所述起始位置估計坐標；P₀'為所述成像中心點空間坐標；β為當前的水平旋轉角，α為當前的豎直旋轉角；Px，Py，Pz分別表示P₀”的x坐標、y坐標及z坐標。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述中央控制器包括計算機。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述系統還包括信號轉換器；所述信號轉換器分別與所述計算機、所述激光測距傳感器、所述視頻攝像機及所述電動云臺連接；所述信號轉換器用于將所述激光測距傳感器采集的位置數據、所述視頻攝像機采集的圖像數據及所述電動云臺的方位角的信息數據轉化為所述計算機能夠識別的數據類型。