[發明專利]一種高速運動物體的圖像測量方法及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010576199.8
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111854632B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 李磊剛;葉美圖;拜宏偉
• 申請（專利權）人: 新拓三維技術（深圳）有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/16;G06T17/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 方艷平

1.一種高速運動物體的圖像測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在被測物體的表面上設置待測標記組件，并布置測量系統，其中，所述測量系統包括計算單元和至少兩個低速相機；

S2：在所述被測物體做高速周期運動時，布置外部傳感器根據所述待測標記組件采集所述被測物體的運動信號，并將所述運動信號輸入到所述計算單元；

S3：所述計算單元根據所述運動信號計算得到所述被測物體的運動周期；

S4：將所述運動周期T等分為n份細分周期，每一份所述細分周期作為一個周期偏移量ΔT＝T/n，根據所述運動周期和所述周期偏移量來控制至少兩個所述低速相機的觸發時間以使得至少兩個所述低速相機分別獲取至少n幅運動圖像，一個細分周期倍數n次的觸發時間依次為：T、2T+ΔT、……、nT+(n-1)ΔT，n為大于1的整數；

S5：根據多幅所述運動圖像對所述被測物體進行多個運動狀態的三維重建；

S6：根據三維重建的結果計算得到所述被測物體的動態變形場。

2.根據權利要求1所述的高速運動物體的圖像測量方法，其特征在于，步驟S1中在被測物體的表面上設置待測標記組件具體包括：靜止狀態下，在被測物體的表面的第一區域上粘貼反光標記條，并在所述被測物體的表面的第二區域上先采用白色噴漆噴制散斑基底，再采用黑色噴漆噴制散斑，其中，所述第一區域和所述第二區域為兩個不同的區域。

3.根據權利要求1所述的高速運動物體的圖像測量方法，其特征在于，步驟S2中布置外部傳感器根據所述待測標記組件采集所述被測物體的運動信號具體包括：將所述外部傳感器正對所述被測物體，使得在所述被測物體做高速周期運動時，所述外部傳感器打到所述待測標記組件上的光束反射回光信號；所述外部傳感器接收所述光信號；將所述光信號設置為所述運動信號。

4.根據權利要求1所述的高速運動物體的圖像測量方法，其特征在于，步驟S3中具體包括：所述計算單元通過時頻轉換得到所述運動信號的頻率，再通過頻率計算得到所述被測物體的運動周期。

5.根據權利要求4所述的高速運動物體的圖像測量方法，其特征在于，步驟S3具體包括：所述計算單元利用傅里葉變換將(X_i，0)由時域轉換為頻域，得到(X′_i，Y′_i)，計算轉換后(X′_i，Y′_i)每一位置上的功率值P_i＝X′_i²+Y′_i²；然后找到所有的功率值P_i中的最大值P_max，并將最大值P_max對應的i值設定為i_max；計算所述外部傳感器采集的所述運動信號的頻率f＝i_max/T_s；計算得到所述被測物體的運動周期T＝1/f；其中，X_i為所述計算單元接收到的運動信號的離散值，i＝1,2,......,N_p，N_p為所述計算單元接收到的運動信號的離散值的數據個數，X′_i、Y′_i分別為運動信號的離散值的二維數據表示；T_s為所述外部傳感器采集所述運動信號的時間。

6.根據權利要求1所述的高速運動物體的圖像測量方法，其特征在于，步驟S4中至少兩個所述低速相機分別獲取至少n幅運動圖像具體包括：至少兩個所述低速相機分別獲取至少一個細分周期倍數的多幅運動圖像，該至少一個細分周期倍數的多幅運動圖像的采集時間為N*[nT+(n-1)ΔT]，其中N為大于或等于1的整數。

7.根據權利要求1所述的高速運動物體的圖像測量方法，其特征在于，步驟S4還包括：對于高速周期運動的所述運動圖像進行校正。