[發明專利]振動測量方法、系統、計算機設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202010053839.7
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111272271A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 朱海斌;馬少鵬;馬沁巍
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;H04N5/232
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 金無量

本發明涉及一種振動測量方法、系統、計算機設備和存儲介質，通過面陣相機拍攝貼附于被測物上的靶標，從視平面上的圖像中選取兩列或兩行一維圖像，獲取第一直線和第二直線；獲取第一投影直線和第二投影直線在靶標坐標系的位置和在視平面坐標系的位置；從第一投影直線和第二投影直線中取至少3個不在同一直線上的目標點，根據目標點在靶標坐標系和視平面坐標系中的坐標，計算視平面坐標系到靶標坐標系的旋轉矩陣和平移向量。本發明利用一臺面陣相機即可完成振動測量，測量方法簡單且便于實際應用；本發明采集面陣相機圖像傳感器視平面上兩列或兩行一維圖像作為原始數據，極大地減少了實際數據讀取量，從而提升了數據采集頻率。

技術領域

本發明涉及視頻測振的技術領域，特別是涉及一種振動測量方法、系統、計算機設備和存儲介質。

背景技術

視頻測振技術是一種基于白光成像技術的非接觸式振動測量方法，這種方法用CCD/CMOS相機連續采集待測物體(一般粘貼有特殊靶標)的圖像序列，然后用圖像分析算法得到靶標的振動信息。

視頻測振技術的關鍵是對靶標圖像的采集和分析。目前絕大多數視頻測振系統需要采用面陣相機作為靶標圖像采集設備。

現有技術中，面陣式視頻測振系統，為了獲得三維振動參數，通常需要兩臺面陣相機，根據雙面視覺的原理，兩臺相機在測試前需要對相機內外參數進行標定。用兩臺標定好內外參數的面陣相機獲取被測區域上靶標的兩個二維圖像序列，根據立體視覺原理，重建出被測點的三維運動，即得到振動曲線。

然而現有技術中基于面陣相機的測振系統以二維圖像作為原始數據，二維圖像龐大的數據量限制了這類系統的數據采集速率，同時需要兩臺高速相機，測試成本十分昂貴，且設備體積和質量均較大，也為其在實際測振應用中帶來很大不便。因此，目前基于面陣相機的視頻測振系統無法滿足高速振動的測量需求。

發明內容

基于此，有必要針對兩臺高速相機測試成本昂貴、測試不便的問題，提供一種振動測量方法、系統、計算機設備和存儲介質。

一種振動測量方法，包括以下步驟：

通過面陣相機拍攝貼附于被測物上的靶標，采集面陣相機圖像傳感器視平面上的圖像，從視平面上的圖像中選取兩列或兩行一維圖像，根據兩列或兩行一維圖像獲取第一直線和第二直線；

第一直線通過面陣相機的光心形成的投影與靶標平面相交于第一投影直線，第二直線通過面陣相機的光心形成的投影與靶標平面相交于第二投影直線；

在視平面上建立視平面坐標系，在靶標平面上建立靶標坐標系，獲取第一投影直線和第二投影直線在靶標坐標系的位置；

獲取第一投影直線和第二投影直線在視平面坐標系的位置；

從第一投影直線和第二投影直線中取至少3個不在同一直線上的目標點，根據目標點在靶標坐標系和視平面坐標系中的坐標，計算視平面坐標系到靶標坐標系的旋轉矩陣和平移向量。

上述方法，利用一臺面陣相機即可完成振動測量，僅需標定一臺面陣相機，測量方法簡單且便于實際應用；同時，上述方法采集面陣相機圖像傳感器視平面上兩列或兩行一維圖像作為原始數據，極大地減少了實際數據讀取量，從而提升了數據采集頻率。

在其中一個實施例中，從視平面上的圖像中選取兩列或兩行一維圖像，根據兩列或兩行一維圖像獲取第一直線和第二直線，包括：

從視平面上的圖像中選取兩列一維圖像，若一維圖像的寬度大于一個像素單元時，對兩列一維圖像分別進行擬合，得到第一直線和第二直線；

或；

從視平面上的圖像中選取兩行一維圖像，若一維圖像的寬度大于一個像素單元時，對兩行一維圖像分別進行擬合，得到第一直線和第二直線。