[發明專利]基于二維視覺的拋丸機彈丸拋射角度及速度的檢測方法

在審

• 申請號: 202010153057.0
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111220131A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 李聰;張肖;王守仁;尹建國;李勇;郭培全;熊天英;亓效鋼;劉如偉;侯志堅
• 申請（專利權）人: 山東開泰智能拋噴丸技術研究院有限公司
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01D21/02;B24C9/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李舜江

1.一種基于二維視覺的拋丸機彈丸拋射角度的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：光纖傳感器模塊檢測到右彈丸穿過篩選片孔時，開始計時，當彈丸到達稱體平面板時，啟動橫向、縱向高速攝像模塊拍照；

S2：上傳拍照圖像，對圖像進行修整、濾波、特征值求出；

S3：求取彈丸拋射角度，公式如下：

α＝arctan(x₁/h₁)；

β＝arctan(y₁/h₁)；

式中，α為彈丸橫向拋射角度，β為彈丸縱向拋射角度，x₁為拍攝時刻彈丸橫向偏移距離，y₁為拍攝時刻彈丸縱向偏移距離，h₁為拍攝時刻彈丸到篩選片的垂直距離。

2.一種基于二維視覺的拋丸機彈丸拋射速度的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

K1：采用以下公式計算彈丸運行加速度值，

a＝F/m；

其中，F為通過拋射力度檢測方法檢測到的彈丸拋射力度值，m為彈丸的質量；

K2：計算彈丸拋射過程中飛行時間值，具體步驟如下：

光纖傳感器模塊檢測到彈丸穿過篩選孔時，開始計時，同時進行沖擊力采樣，在沖擊力進入上升通道后記下彈丸運行時間，該時間減去采樣周期時間記為△T；

多次采樣獲得△T序列，通過程序判斷濾波算法，篩除超出正常閾值的時間數值；剩余時間值進行平均濾波處理，得到拋丸的運行時間△t；

K3：計算拋丸的飛行距離值，具體步驟如下：

過篩選片孔中心點和拍攝時刻彈丸位置中心點做延長線，得到彈丸在秤體平面板的著落點的橫向偏移距離x和縱向偏移距離y；

求取彈丸在稱體平面板著落點距離中心線的偏移距離z，公式如下：

z＝(x²+y²)^1/2；

定義篩選片與稱體平面板的垂直距離為h，求取彈丸的飛行距離S，公式如下：

S＝(h²+z²)^1/2；

獲取彈丸的飛行距離S序列，通過程序判斷濾波算法，篩除超出正常閾值的飛行距離；剩余飛行距離值進行平均濾波處理，得到拋丸的飛行距離s；

K4：計算彈丸拋射速度值，公式如下：

V＝(s-a△t²/2)/△t。

3.根據權利要求2所述的一種基于二維視覺的拋丸機彈丸拋射速度的檢測方法，其特征在于，所述步驟K1中，拋射力度值F通過以下步驟獲取：

K11：壓力傳感器采集彈丸沖擊稱體平面板產生的沖擊力；

K12：采集到的沖擊力數值通過程序判斷濾波算法，篩除超出正常閾值的沖擊力數值；

K13：剩余的沖擊力數據作平均濾波處理，獲得彈丸的沖擊力。

4.根據權利要求3所述的一種基于二維視覺的拋丸機彈丸拋射速度的檢測方法，其特征在于，所述步驟K12中，正常閾值的確定基于本次沖擊力測試的大數據。

5.根據權利要求4所述的一種基于二維視覺的拋丸機彈丸拋射速度的檢測方法，其特征在于，所述步驟K2中，運行時間的正常閾值的確定基于本次運動時間的大數據。

6.根據權利要求5所述的一種基于二維視覺的拋丸機彈丸拋射速度的檢測方法，其特征在于，所述步驟K3中，飛行距離的正常閾值的確定基于本次飛行距離的大數據。