[發明專利]一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置

在審

• 申請號: 202011393075.2
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112556821A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 梁曉博;張福民;曲興華;張園鈞;徐戀隱
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于，包括：

相機和投影儀模塊，包括單個彩色相機、單個投影儀及其二者的位置固定調節機構。固定調節機構包括水平調節機構、升降機構和回轉機構，用來調整該模塊放置的水平度以及相機和投影儀的相對位姿關系。投影儀用來投射R、G、B特征圖案，相機拍攝圖像記錄投影儀投射的特征圖案信息；

控制模塊，包括相機控制模塊和投影儀控制模塊，分別與所述的彩色相機和投影儀相連接?？刂葡鄼C和投影儀的同步觸發，同時控制相機的拍攝周期、曝光時間和投影儀的投射周期、投射時間之間的關系；

圖像存儲和處理模塊，在本裝置中指計算機，與所述的彩色相機相連接，存儲相機拍攝的圖像，并進行圖像處理得到目標的相對位置，根據標定的系統參數計算出目標的振動信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于：

所述的相機和投影儀的相對位姿關系包括相機和投影儀的水平距離、光軸夾角、高度差。系統測量原理為三角法測量，在測量前需要使用標準器件對系統進行標定得到系統參數值，相機和投影儀的相對位姿關系影響系統參數值的大小。

3.根據權利要求1所述的一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于：

所述的R、G、B特征圖案為單通道的紅、綠、藍圖案，將其作為特征經投影儀投射到目標的表面，被彩色相機拍攝儲存。

4.根據權利要求1所述的一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于：

所述的相機和投影儀的同步觸發指控制相機和投影儀同時開始工作，相機開始曝光拍攝，投影儀開始投射第一幅特征圖案。

5.根據權利要求1所述的一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于：

所述的相機的拍攝周期、曝光時間和投影儀的投射周期、投射時間之間的關系，指在相機和投影機同步觸發后，在相機的一個曝光周期內投影儀向目標投射三幅特征圖案。相機的拍攝周期包含曝光時間和非曝光時間，投影儀投射周期包含投射時間和非投射時間，相機的拍攝周期為投影儀投射周期的3倍。

6.根據權利要求1所述的一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于：

所述的圖像處理包含圖像RGB三通道的分離、圖像對數變換增強圖像低灰度值區域，設定閾值分割出特征區域，提取特征區域的質心，結合系統參數計算出位移的相對變化量，進行快速傅里葉變換(FFT)計算出目標振動的頻率。

7.根據權利要求1所述的一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于：

所述的系統參數指的是目標在圖像像素上的偏移與目標的空間中的實際位置變化量之間的對應關系，其值為被測目標在空間中實際的位置變化量與目標在圖像上的像素偏移量的比值，當系統位置確定后系統參數為定值。

8.根據權利要求1所述的一種基于單彩色相機和單投影儀的振動測量裝置，其特征在于：

所述的振動信息包含振動頻率和幅值。