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专利号: 2018101145839
申请人: 山东理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种叶尖三维位移量精准视觉测量方法,其特征在于:本测量方法包括以下步骤:

(1-1)待测量的叶片(2)的大端安装在支座(1)上;

(1-2)在叶片(2)远离大端的叶尖处粘贴标志圆(3);

(1-3)沿叶片(2)的叶尖摆动轨迹搭建多个支架(5),各支架(5)沿叶片(2)的叶尖在静力加载试验中的摆动轨迹等距摆放在叶片(2)的叶尖外侧;

(1-4)在每个支架(5)上固定两台相机(4),两台相机(4)的拍摄范围包括叶片(2)的叶尖摆动过程中从上一个支架(5)到自身所在支架(5)之间的区域;

(1-5)用棋盘标定板标定每台相机(4)的参数以及同一支架(5)上的两台相机(4)之间的位姿关系;

(1-6)采用全局标定方法将所有相机(4)的相机坐标系统一到全局坐标系中;

(1-7)叶片静力加载试验前,利用负责拍摄该时刻叶尖所在区域的两台相机(4)各自拍摄一幅带有标志圆(3)的叶尖图像,利用边缘检测以及霍夫变换图像算法检测标志圆(3)中心点的亚像素图像坐标,借助于双目视觉三维重建中三角测量法得到标志圆(3)中心点在其中一台相机(4)的相机坐标系下的三维坐标,并利用步骤(1-6)中全局标定方法将标志圆(3)中心点在此台相机(4)的相机坐标系下的坐标转换为全局坐标系下的三维坐标;

(1-8)在静力加载试验过程中任意时刻,利用负责拍摄该时刻叶尖所在区域的两台相机(4)拍摄带有标志圆(3)的叶尖图像,重复上述步骤(1-7)中标志圆(3)中心点三维坐标的计算方法,得到该时刻叶片(2)的叶尖上标志圆(3)中心点在全局坐标系下的三维坐标,计算得到所有加载阶段叶尖各维度的位移量。

2.如权利要求1所述的叶尖三维位移量精准视觉测量方法,其特征在于:(1-6)所述的全局标定方法包括以下步骤:(2-1)在标准的圆形标定板(6)的非圆点区域标记3个构成直角三角形的点,并在3个标记点位置分别安装1个固定基座(9);

(2-2)保持圆形标定板(6)不动,将靶球(7)依次放置在3个固定基座(9)上,用激光跟踪仪(8)测量这3个靶球(7)的空间坐标;

(2-3)3个靶球(7)的空间位置构成1个空间直角三角形,设该三角形的直角顶点为原点,两条直角边分别为X轴和Y轴,并以右手法则定义Z轴,所构成的笛卡尔空间坐标系即为靶球(7)的坐标系;

(2-4)保持激光跟踪仪(8)和各相机(4)固定不动,重复调整圆形标定板(6)的位姿,利用同一支架上两台相机中的1台相机(4)拍摄圆形标定板(6)的图像,标定出该相机(4)的外参数,即该相机(4)的坐标系与圆形标定板(6)的坐标系之间的转换关系Ai,其中i为圆形标定板(6)的第i个位姿,下同;根据(2-2)激光跟踪仪(8)测得的3个靶球(7)的空间坐标,计算得到靶球(7)的坐标系与激光跟踪仪(8)的坐标系之间的转换关系Bi;

(2-5)圆形标定板(6)摆动两次不同的姿态,即得到等式方程AiXBi=AjXBj,其中X为圆形标定板(6)与靶球(7)坐标系之间的位置关系,通过多组不同的未知数方程求解X;

(2-6)求解得到X后,即可得到该台相机(4)的坐标系在全局坐标系下位置关系AXB,设R=AXB;

(2-7)重复上述步骤即可得到各相机(4)的坐标系在全局坐标系下的转换关系。