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雙目立體視覺測(cè)量裝置的制作方法

文檔序號(hào):12654819閱讀:343來(lái)源:國(guó)知局
雙目立體視覺測(cè)量裝置的制作方法

本發(fā)明涉及測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種雙目立體視覺測(cè)量裝置。



背景技術(shù):

在高壓輸電線路中,輸電鐵塔占線路總投資的比重較大,且在電力能源的傳輸中起著舉足輕重的作用,它的安全性和可靠性會(huì)直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。隨著我國(guó)特高壓電網(wǎng)的建設(shè)以及同塔多回線路、緊湊型線路、大截面導(dǎo)線等新輸電技術(shù)的推廣及應(yīng)用,輸電鐵塔大荷載、大型化的趨勢(shì)愈發(fā)明顯。大型輸電鐵塔是大負(fù)荷電能輸送的載體,特別是大跨越輸電塔,具有塔體高、跨距大、柔度大等特點(diǎn),對(duì)地震、風(fēng)以及導(dǎo)線覆冰等環(huán)境載荷反應(yīng)靈敏,同時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生多種形式的變形,例如:容易發(fā)生振動(dòng)疲勞損傷和極端條件下的動(dòng)態(tài)倒塌破壞。因此,輸電鐵塔結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)是非常重要的環(huán)節(jié),是保障電力傳輸?shù)闹匾胧?/p>

早期對(duì)輸電鐵塔的監(jiān)控主要是通過(guò)人工巡檢的方式,這種檢測(cè)方式速度慢,準(zhǔn)確性低,特別是在災(zāi)害天氣條件下人工巡檢有很大困難。由于電測(cè)技術(shù)的發(fā)展,位移傳感器和應(yīng)變片的應(yīng)用大大提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性。然而,這種測(cè)試方法屬于接觸式測(cè)量,具有采樣點(diǎn)有限、傳感器的量程有限、易受外部環(huán)境干擾等缺點(diǎn),同時(shí)傳感器及其連接導(dǎo)線的自重會(huì)加大桿塔結(jié)構(gòu)的負(fù)重,從而影響測(cè)試結(jié)果。而采用光學(xué)測(cè)繪儀器如水準(zhǔn)儀、全站儀等,雖然能夠提供較高的測(cè)量精度,但是其檢測(cè)范圍有限,只能實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)監(jiān)測(cè),無(wú)法實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)大范圍的測(cè)試,也不能得到鐵塔材料的應(yīng)變,而且對(duì)鐵塔振動(dòng)情況下的動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)也存在一定困難。近來(lái),視頻監(jiān)控系統(tǒng)被用于特高壓輸電線路的某些關(guān)鍵位置桿塔運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)。但這種監(jiān)控技術(shù)也只是將視頻圖像傳回給觀測(cè)點(diǎn),需要工作人員通過(guò)視頻圖像判斷輸電鐵塔的工作狀況,工作強(qiáng)度大,不能提供定量鐵塔變形數(shù)據(jù)?;谛l(wèi)星監(jiān)測(cè)和GPS定位技術(shù)等方法也應(yīng)用于鋼塔變形測(cè)試,但是其準(zhǔn)確度均難以保證。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決輸電鐵塔結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)結(jié)果不可靠問題的雙目立體視覺測(cè)量裝置。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種雙目立體視覺測(cè)量裝置,其包括:支架,所述支架包括兩升降桿,兩所述升降桿的底端分別連接有三角架,兩所述升降桿的頂端分別連接有云臺(tái),兩所述云臺(tái)之間連接有具有云臺(tái)水平儀的水平桿,所述云臺(tái)包括連接在所述升降桿上的第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),以及連接在所述第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),所述第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)能沿其所在的所述升降桿的軸線旋轉(zhuǎn),所述第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在所述第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上能沿平行于所述平行桿的軸線方向旋轉(zhuǎn);兩圖像捕捉器,兩所述圖像捕捉器分別設(shè)置于兩所述第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上;兩角度傳感器,兩所述角度傳感器分別與兩所述圖像捕捉器相接。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括:軸向轉(zhuǎn)向架,所述軸向轉(zhuǎn)向架具有安裝板和對(duì)稱設(shè)置于所述安裝板兩端且向上延伸的連接臂;軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接在所述升降桿的上端,所述軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有沿所述升降桿的軸線向上凸出的第一轉(zhuǎn)軸,所述第一轉(zhuǎn)軸與所述安裝板的中心相連接,所述軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)所述第一轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)所述軸向轉(zhuǎn)向架沿所述升降桿的軸線旋轉(zhuǎn)。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括:水平轉(zhuǎn)向架,所述水平轉(zhuǎn)向架具有支撐板和對(duì)稱設(shè)置于所述支撐板兩端且向上延伸的轉(zhuǎn)動(dòng)臂,兩所述轉(zhuǎn)動(dòng)臂分別與兩所述連接臂同軸樞接,所述圖像捕捉器設(shè)置于所述支撐板上;水平驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接在兩所述連接臂之一上,所述水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有沿平行于所述平行桿的軸線方向延伸的第二轉(zhuǎn)軸,所述第二轉(zhuǎn)軸貫穿所述連接臂并與該連接臂樞接的所述轉(zhuǎn)動(dòng)臂相連接,所述水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)所述第二轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)所述水平轉(zhuǎn)向架在所述第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上沿平行于所述平行桿的軸線方向旋轉(zhuǎn)。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述圖像捕捉器為相機(jī)。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述角度傳感器為電子羅盤。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上設(shè)有軸向轉(zhuǎn)向架水平儀,所述第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上設(shè)有水平轉(zhuǎn)向架水平儀。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有沿所述升降桿的軸線向下凸出的凸柱,所述凸柱設(shè)有外螺紋;所述升降桿的頂端設(shè)有連接套筒,所 述連接套筒設(shè)有內(nèi)螺紋,所述軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)所述凸柱與所述連接套筒的旋接配合連接在所述升降桿的上端。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述水平桿的兩端分別設(shè)有與兩所述凸柱卡接配合的通孔。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述水平桿包括:第一連接板、中間連接板和第二連接板,所述第一連接板的一端和所述第二連接板的一端分別能轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在所述中間連接板的兩端,所述第一連接板的另一端和所述第二連接板的另一端分別與兩所述云臺(tái)相連接,所述中間連接板上設(shè)有所述云臺(tái)水平儀。

如上所述的雙目立體視覺測(cè)量裝置,其中,所述中間連接板包括間隔設(shè)置的上連接板和下連接板,所述云臺(tái)水平儀設(shè)置于所述上連接板背向所述下連接板的表面上,所述上、下連接板的兩端分別通過(guò)水平桿轉(zhuǎn)軸相連接,所述第一連接板的一端和所述第二連接板的一端插入所述上、下連接板之間,兩所述水平桿轉(zhuǎn)軸分別貫穿所述第一連接板的一端和所述第二連接板的一端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:

本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置,通過(guò)三角支架支撐云臺(tái),通過(guò)設(shè)置在三角支架上的升降桿調(diào)節(jié)云臺(tái)的高度,并通過(guò)水平桿將兩云臺(tái)確定在同一高度上,從而確定兩云臺(tái)的空間坐標(biāo)值,通過(guò)第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整兩圖像捕捉器的轉(zhuǎn)角,使兩圖像捕捉器能夠朝向被檢測(cè)物方向,通過(guò)第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整兩圖像捕捉器的仰角,使兩圖像捕捉器能夠準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體,同時(shí)通過(guò)角度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量出圖像捕捉器的轉(zhuǎn)角和仰角,從而確定兩云臺(tái)的繞空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)角值,利用雙目立體視覺技術(shù)確定被測(cè)物體的實(shí)際位置,將實(shí)際測(cè)定位置與被測(cè)物體的初始設(shè)定位置相比較,即可判斷被測(cè)物體的動(dòng)態(tài)變形,雙目立體視覺是基于視差原理,由多幅圖像獲取被測(cè)物體三維幾何信息的方法,即根據(jù)確定的兩幅圖像中觀測(cè)點(diǎn)的空間位置,由幾何變換關(guān)系得出所檢測(cè)目標(biāo)的三維信息,在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體(包括動(dòng)物和人體形體)測(cè)量中,由于圖像獲取是在瞬間完成的,因此,采用雙目立體視覺測(cè)量是一種更有效的測(cè)量方法,且采用雙目立體視覺測(cè)量還具有效率高、精度合適、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn),非常適合于制造現(xiàn)場(chǎng)的在線、非接觸產(chǎn)品檢測(cè)和質(zhì)量控制,因而使得采用本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變形結(jié)果更加準(zhǔn)確,從而保證了輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行,此外,該雙目立體視覺測(cè)量裝置免去了對(duì)左右兩圖像捕捉器的空間 幾何參數(shù)的標(biāo)定過(guò)程,有效提高了工作效率。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋,并不限定本發(fā)明的范圍。其中:

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是圖1所示的雙目立體視覺測(cè)量裝置的初始空間狀態(tài)的原理圖;

圖3是圖1所示的雙目立體視覺測(cè)量裝置中云臺(tái)與升降桿及水平桿連接后的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4是圖1所示的雙目立體視覺測(cè)量裝置中水平桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:

1-升降桿;2-三角架;3-云臺(tái);31-第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu);311-轉(zhuǎn)向架;3111-安裝板;3112-連接臂;312-軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī);3121-第一轉(zhuǎn)軸;32-第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu);321-水平轉(zhuǎn)向架;3211-支撐板;3212-轉(zhuǎn)動(dòng)臂;322-水平驅(qū)動(dòng)電機(jī);4-水平桿;41-水平儀;42-通孔;43-第一連接板;44-中間連接板;441-上連接板;442-下連接板;45-第二連接板;46-水平桿轉(zhuǎn)軸;5-相機(jī);6-電子羅盤;7-軸向轉(zhuǎn)向架水平儀;8-水平轉(zhuǎn)向架水平儀;9-連接套筒。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案、目的和效果有更清楚的理解,現(xiàn)結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示,本發(fā)明提供了一種雙目立體視覺測(cè)量裝置,其包括:支架、兩圖像捕捉器和兩角度傳感器,其中,支架包括兩升降桿1,兩升降桿1的底端分別連接有三角架2,兩升降桿1的頂端分別連接有云臺(tái)3,兩云臺(tái)3之間連接有具有云臺(tái)水平儀41的水平桿4,通過(guò)三角支架支撐云臺(tái)3,通過(guò)升降桿1調(diào)節(jié)云臺(tái)3的高度,通過(guò)水平桿4將兩云臺(tái)3確定在同一高度上,從而確定兩云臺(tái)3的空間坐標(biāo)值,云臺(tái)3包括連接在升降桿1上的第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31,以及連接在第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31上的第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)32,第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31能沿其所在的升降桿1的軸線旋轉(zhuǎn),第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)32在第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31上能沿平行于平行桿的軸線方向旋轉(zhuǎn);兩圖像捕捉器分別設(shè)置于兩第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)32上;兩角度傳感器分別與兩圖像捕捉器相接,具體來(lái)說(shuō),通過(guò)第 一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整兩圖像捕捉器的轉(zhuǎn)角,使兩圖像捕捉器能夠朝向被檢測(cè)物方向,通過(guò)第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)32的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整兩圖像捕捉器的仰角,使兩圖像捕捉器能夠準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體,同時(shí)通過(guò)角度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量出圖像捕捉器的轉(zhuǎn)角和仰角,從而確定兩云臺(tái)3的繞空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)角值,利用雙目立體視覺技術(shù)確定被測(cè)物體的實(shí)際位置,將實(shí)際測(cè)定位置與被測(cè)物體的初始設(shè)定位置相比較,即可判斷被測(cè)物體的動(dòng)態(tài)變形,雙目立體視覺是基于視差原理,由多幅圖像獲取被測(cè)物體三維幾何信息的方法,即根據(jù)確定的兩幅圖像中觀測(cè)點(diǎn)的空間位置,由幾何變換關(guān)系得出所檢測(cè)目標(biāo)的三維信息,該幾何變換關(guān)系的計(jì)算方式為現(xiàn)有技術(shù),在此不再詳述,在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體(包括動(dòng)物和人體形體)測(cè)量中,由于圖像獲取是在瞬間完成的,因此,采用雙目立體視覺測(cè)量是一種更有效的測(cè)量方法,且采用雙目立體視覺測(cè)量還具有效率高、精度合適、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn),非常適合于制造現(xiàn)場(chǎng)的在線、非接觸產(chǎn)品檢測(cè)和質(zhì)量控制,因而使得采用本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變形結(jié)果更加準(zhǔn)確,從而保證了輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行,此外,該雙目立體視覺測(cè)量裝置免去了對(duì)左右兩圖像捕捉器的空間幾何參數(shù)的標(biāo)定過(guò)程,有效提高了工作效率。

具體的,本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置能夠在雙目視覺方法測(cè)量鐵塔變形時(shí)能夠快速確定左右兩圖像捕捉器的空間位置,免去對(duì)左右兩圖像捕捉器的空間幾何參數(shù)的標(biāo)定過(guò)程,提高了工作效率。具體來(lái)說(shuō),每個(gè)圖像捕捉器的空間位置包括6個(gè)參數(shù),即3個(gè)空間坐標(biāo)值和3個(gè)繞空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)角值。本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置通過(guò)固定左右兩圖像捕捉器相對(duì)位置的方法來(lái)確定左右兩圖像捕捉器的空間坐標(biāo)值,使用角度傳感器測(cè)量每個(gè)圖像捕捉器繞空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)角,從而快速確定了圖像捕捉器的空間位置。

其中,如圖2所示,左右兩圖像捕捉器Ol、Or相對(duì)空間位置的確定:使左右兩圖像捕捉器距離保持固定,且處于同一水平面,空間坐標(biāo)原點(diǎn)O選在左右兩圖像捕捉器連線的中點(diǎn)上,初始狀態(tài)時(shí),左右兩圖像捕捉器光軸Zl、Zr、以及左右兩圖像捕捉器連線處于同一水平面,兩光軸平行且正交于左右兩圖像捕捉器連線,初始狀態(tài)架設(shè)左右兩圖像捕捉器,左右兩圖像捕捉器之間保持固定間距,則很容易得到左右兩圖像捕捉器相對(duì)空間坐標(biāo),當(dāng)進(jìn)行雙目視覺測(cè)量時(shí),左右兩圖像捕捉器分別轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體,例如鐵塔,此時(shí)記錄左右兩圖像捕捉器機(jī)角度變化,進(jìn)而得到左右兩圖像捕捉器空間位置參數(shù)。在本發(fā)明中,左右兩圖像捕捉器之間采用定長(zhǎng)水平桿4 連接,使左右兩圖像捕捉器相對(duì)空間坐標(biāo)保持固定,左右兩圖像捕捉器轉(zhuǎn)角采用角度傳感器測(cè)量,進(jìn)而能夠快速得到左右兩圖像捕捉器的空間位置參數(shù)。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,如圖3所示,第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31包括:軸向轉(zhuǎn)向架311和軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312,其中,軸向轉(zhuǎn)向架311具有安裝板3111和對(duì)稱設(shè)置于安裝板3111兩端且向上延伸的連接臂3112,即軸向轉(zhuǎn)向架311呈上端敞開的框架結(jié)構(gòu);軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312連接在升降桿1的上端,軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312具有沿升降桿1的軸線向上凸出的第一轉(zhuǎn)軸3121,第一轉(zhuǎn)軸3121與安裝板3111的中心相連接,軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸3121驅(qū)動(dòng)軸向轉(zhuǎn)向架311沿升降桿1的軸線旋轉(zhuǎn),從而使得調(diào)節(jié)圖像捕捉器朝向被測(cè)物體方向的操作變得簡(jiǎn)單方便,進(jìn)而使得監(jiān)測(cè)輸電鐵塔結(jié)構(gòu)變形更加省時(shí)省力。

具體的,如圖3所示,軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312具有沿升降桿1的軸線向下凸出的凸柱(圖中未示出),凸柱設(shè)有外螺紋;升降桿1的頂端設(shè)有連接套筒9,連接套筒9能相對(duì)于升降桿1轉(zhuǎn)動(dòng),連接套筒9設(shè)有內(nèi)螺紋,軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312通過(guò)凸柱與連接套筒9的旋接配合連接在升降桿1的上端,在裝配時(shí),通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接套筒9即可將軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312與升降桿1連接,從而使得軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)312的安裝、拆卸及更換簡(jiǎn)單方便。

進(jìn)一步,如圖4所示,水平桿4的兩端分別設(shè)有與兩凸柱卡接配合的通孔42,兩凸柱分別插入兩通孔42后與連接套筒9旋接即可將兩云臺(tái)3相連接,從而使得水平桿4與兩云臺(tái)3之間的連接變得簡(jiǎn)單方便。

再進(jìn)一步,如圖3所示,第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)32包括:水平轉(zhuǎn)向架321和水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)322,其中,水平轉(zhuǎn)向架321具有支撐板3211和對(duì)稱設(shè)置于支撐板3211兩端且向上延伸的轉(zhuǎn)動(dòng)臂3212,即水平轉(zhuǎn)向架321也呈上端敞開的框架結(jié)構(gòu),但水平轉(zhuǎn)向架321的整體尺寸小于軸向轉(zhuǎn)向架311的尺寸,兩轉(zhuǎn)動(dòng)臂3212分別與兩連接臂3112同軸樞接,即兩轉(zhuǎn)動(dòng)臂3212分別與兩連接臂3112的連接處的軸線共線,兩轉(zhuǎn)動(dòng)臂3212可采用連接轉(zhuǎn)軸分別與兩連接臂3112同軸連接,且支撐板3211與安裝板3111之間具有用于支撐板3211轉(zhuǎn)動(dòng)的間隙,圖像捕捉器設(shè)置于支撐板3211上;水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)322連接在兩連接臂3112之一上,水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)322具有沿平行于平行桿的軸線方向延伸的第二轉(zhuǎn)軸(圖中未示出),第二轉(zhuǎn)軸貫穿連接臂3112并與該連接臂3112樞接的轉(zhuǎn)動(dòng)臂3212相連接,水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)322通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)向架321在第 一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31上沿平行于平行桿的軸線方向旋轉(zhuǎn),從而使得調(diào)節(jié)圖像捕捉器使得其對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體的操作變得簡(jiǎn)單方便,進(jìn)而使得輸電鐵塔結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)更加省時(shí)省力。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,如圖3所示,圖像捕捉器為相機(jī)5,相機(jī)5能夠在瞬間獲取圖像,滿足了雙目立體視覺測(cè)量的基本需求,通過(guò)相機(jī)5從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像,通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差,來(lái)獲取被測(cè)物體的三維幾何信息,從而使得監(jiān)測(cè)被測(cè)物體的動(dòng)態(tài)變形更加簡(jiǎn)單方便,當(dāng)然,圖像捕捉器也可以是具有拍照功能的攝像機(jī)等。

在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中,角度傳感器為電子羅盤6,電子羅盤6與傳統(tǒng)指針式和平衡架結(jié)構(gòu)羅盤相比,具有能耗低、體積小、重量輕、精度高、可微型化等優(yōu)點(diǎn),其輸出信號(hào)通過(guò)處理可以實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示,隨著微電子集成技術(shù)以及加工工藝、材料技術(shù)的不斷發(fā)展。數(shù)字羅盤的研究制造與運(yùn)用也達(dá)到了一個(gè)前所未有的水平,目前數(shù)字羅盤按照有無(wú)傾角補(bǔ)償可以分為平面數(shù)字羅盤和三維數(shù)字羅盤,也可以按照傳感器的不同分為磁阻效應(yīng)傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器和磁通門傳感器,從三者的比較來(lái)看,目前基于磁電阻傳感器的電子羅盤具有體積小、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),優(yōu)勢(shì)明顯,是電子羅盤的發(fā)展方向,三維電子羅盤可有效測(cè)量物體的航向角、俯仰角和橫滾角,可用于物體的空間姿態(tài)定位,從而能夠準(zhǔn)確地將圖像捕捉器的轉(zhuǎn)角和仰角顯示出來(lái),進(jìn)而保證了輸電鐵塔結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,如圖3所示,第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)31上設(shè)有軸向轉(zhuǎn)向架水平儀7,第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)32上設(shè)有水平轉(zhuǎn)向架水平儀8,具體的,安裝板3111上設(shè)有軸向轉(zhuǎn)向架水平儀7,支撐板3211上設(shè)有水平轉(zhuǎn)向架水平儀8,在進(jìn)行測(cè)量前,通過(guò)軸向轉(zhuǎn)向架水平儀7和水平轉(zhuǎn)向架水平儀8將安裝板3111和支撐板3211調(diào)至水平,并使電子羅盤6的數(shù)據(jù)清零,這樣,能夠確保電子羅盤6輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性,從而確保計(jì)算出的被測(cè)物體的空間位置參數(shù)更加準(zhǔn)確。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,如圖4所示,水平桿4包括:第一連接板43、中間連接板44和第二連接板45,第一連接板43的一端和第二連接板45的一端分別能轉(zhuǎn)動(dòng)的連接在中間連接板44的兩端,第一連接板43的另一端和第二連接板45的另一端分別與兩云臺(tái)3相連接,中間連接板44上設(shè)有云臺(tái)水平儀41,這樣,使得兩云臺(tái)3根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整的相對(duì)位置,從而使得雙目立體視覺測(cè)量裝置的使用更加靈活。

進(jìn)一步,如圖4所示,中間連接板44包括間隔設(shè)置的上連接板441和下連接板442,云臺(tái)水平儀41設(shè)置于上連接板441背向下連接板442的表面上,上、下連接板442的兩端分別通過(guò)水平桿轉(zhuǎn)軸46相連接,第一連接板43的一端和第二連接板45的一端插入上、下連接板442之間,兩水平桿轉(zhuǎn)軸46分別貫穿第一連接板43的一端和第二連接板45的一端,即水平桿4為可折疊的,從而使其便于攜帶。

下面結(jié)合附圖以檢測(cè)輸電鐵塔為例,具體說(shuō)明本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置的使用過(guò)程:如圖1所示,

步驟一:架設(shè)三腳架,使三角架2支撐平穩(wěn);

步驟二:將兩臺(tái)相機(jī)5安裝在左右兩云臺(tái)3的支撐板3211上;

步驟三:調(diào)整左右兩升降桿1,同時(shí)觀察水平桿4上的云臺(tái)水平儀41,將調(diào)整左右兩云臺(tái)3至水平位置;

步驟四:?jiǎn)?dòng)左右兩云臺(tái)3上的水平轉(zhuǎn)向電機(jī),同時(shí)觀察水平轉(zhuǎn)向架水平儀8,將支撐板3211調(diào)整至水平;

步驟五:?jiǎn)?dòng)左右兩云臺(tái)3上的軸向轉(zhuǎn)向電機(jī),同時(shí)觀察軸向轉(zhuǎn)向架水平儀7,將安裝板3111調(diào)整至水平,然后將電子羅所測(cè)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)清零;

步驟六:?jiǎn)?dòng)水軸向轉(zhuǎn)向電機(jī),調(diào)整左右相機(jī)5轉(zhuǎn)角,使相機(jī)5朝向被測(cè)輸電鐵塔方向,同時(shí)使用電子羅盤6分別測(cè)量左右相機(jī)5轉(zhuǎn)角;

步驟七:?jiǎn)?dòng)左右平轉(zhuǎn)向電機(jī),調(diào)整左右相機(jī)5仰角,使相機(jī)5對(duì)準(zhǔn)被測(cè)鐵塔,同時(shí)使用電子羅盤6分別測(cè)量左右相機(jī)5的仰角。

步驟八:左右相機(jī)5相對(duì)空間距離由水平桿4長(zhǎng)度控制,相機(jī)5繞空間坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角由電子羅盤6測(cè)量,結(jié)合左右相機(jī)5所拍攝的輸電鐵塔圖片,利用雙目視覺方法測(cè)量鐵塔空間節(jié)點(diǎn)位置,將測(cè)量的鐵塔空間節(jié)點(diǎn)的實(shí)際位置與初始設(shè)置時(shí)鐵塔空間節(jié)點(diǎn)的位置相比,即可確定鐵塔結(jié)構(gòu)變形量。

綜上所述,本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置,通過(guò)三角支架支撐云臺(tái),通過(guò)設(shè)置在三角支架上的升降桿調(diào)節(jié)云臺(tái)的高度,并通過(guò)水平桿將兩云臺(tái)確定在同一高度上,從而確定兩云臺(tái)的空間坐標(biāo)值,通過(guò)第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整兩圖像捕捉器的轉(zhuǎn)角,使兩圖像捕捉器能夠朝向被檢測(cè)物方向,通過(guò)第二轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整兩圖像捕捉器的仰角,使兩圖像捕捉器能夠準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體,同時(shí)通過(guò)角度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量出圖像捕捉器的轉(zhuǎn)角和仰角,從而確定兩云臺(tái)的繞空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)角值,利用雙目立體 視覺技術(shù)確定被測(cè)物體的實(shí)際位置,將實(shí)際測(cè)定位置與被測(cè)物體的初始設(shè)定位置相比較,即可判斷被測(cè)物體的動(dòng)態(tài)變形,雙目立體視覺是基于視差原理,由多幅圖像獲取被測(cè)物體三維幾何信息的方法,即根據(jù)確定的兩幅圖像中觀測(cè)點(diǎn)的空間位置,由幾何變換關(guān)系得出所檢測(cè)目標(biāo)的三維信息,在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體(包括動(dòng)物和人體形體)測(cè)量中,由于圖像獲取是在瞬間完成的,因此,采用雙目立體視覺測(cè)量是一種更有效的測(cè)量方法,且采用雙目立體視覺測(cè)量還具有效率高、精度合適、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn),非常適合于制造現(xiàn)場(chǎng)的在線、非接觸產(chǎn)品檢測(cè)和質(zhì)量控制,因而使得采用本發(fā)明提供的雙目立體視覺測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變形結(jié)果更加準(zhǔn)確,從而保證了輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行,此外,該雙目立體視覺測(cè)量裝置免去了對(duì)左右兩圖像捕捉器的空間幾何參數(shù)的標(biāo)定過(guò)程,有效提高了工作效率。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式,并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改,均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

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