一種用于超壓氣球的形變檢測裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及精密檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于超壓氣球的形變檢測裝置及其 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對球體形變的檢測方法通常有三種：接觸式、激光掃描式和普通成像式。這些方 法需要將球體放置在某個支撐物或固定物上，適用于硬質(zhì)、不容易產(chǎn)生形變的球體、或者對 精度要求不高的氣球的形變檢測。對于易受支撐物或固定物影響而產(chǎn)生形變的氣球，采用 上述方法檢測后均會引入新的誤差；因此，要實現(xiàn)對氣球自身形變的高精度檢測，采用上述 各檢測方法均不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于，為了克服利用現(xiàn)有的球體檢測技術(shù)在檢測易變形的氣球時， 由于受檢測設(shè)備的影響而產(chǎn)生二次形變誤差，從而降低了檢測精度的技術(shù)問題；本發(fā)明提 供一種用于超壓氣球的形變檢測設(shè)備及其方法，利用本發(fā)明的檢測設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對超壓 (球內(nèi)氣壓大于外部氣壓）氣球自身形變的高精度檢測。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于超壓氣球的形變檢測裝置。該檢測裝 置包括真空罐、拋球模塊、成像模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。其中，所述的真空罐用于為置于其罐 內(nèi)的超壓氣球提供真空或低氣壓環(huán)境，以降低大氣阻力和浮力對氣球形變的影響；所述的 拋球模塊位于真空罐內(nèi)，用于將超壓氣球拋至空中，使超壓氣球向上運動至成像模塊的視 場范圍內(nèi)；所述的成像模塊用于為超壓氣球拍攝照片，并將成像數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；所 述數(shù)據(jù)處理模塊用于處理從成像模塊輸入的成像數(shù)據(jù)后獲取超壓氣球的輪廓圖像，并計算 獲取超壓氣球的形變參數(shù)。
[0005] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的成像模塊通過真空罐上設(shè)有的光學(xué)窗口 進(jìn)行拍照成像。
[0006] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的成像模塊采用低畸變的鏡頭和具有全局 快門的相機(jī)進(jìn)行拍照。
[0007] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述成像模塊中的鏡頭焦距f和相機(jī)感光元件 最大內(nèi)切圓直徑d之間滿足關(guān)系：
【主權(quán)項】
1. 一種用于超壓氣球的形變檢測裝置，其特征在于，包括：真空罐、拋球模塊、成像模 塊和數(shù)據(jù)處理模塊；所述的真空罐用于為置于其罐內(nèi)的超壓氣球提供真空或低氣壓環(huán)境； 所述的拋球模塊設(shè)置于真空罐內(nèi)，用于將超壓氣球拋至空中，使超壓氣球向上運動至成像 模塊的視場范圍內(nèi)；所述的成像模塊用于為超壓氣球拍照，并將成像數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊； 所述的數(shù)據(jù)處理模塊用于處理從成像模塊輸入的成像數(shù)據(jù)后獲取超壓氣球的輪廓圖像，并 計算得出超壓氣球的形變參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超壓氣球的形變檢測裝置，其特征在于，所述的成像模 塊通過真空罐上設(shè)有的光學(xué)窗口進(jìn)行拍照成像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于超壓氣球的形變檢測裝置，其特征在于，所述的成像模 塊采用低畸變的鏡頭和具有全局快門的相機(jī)進(jìn)行拍照。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于超壓氣球的形變檢測裝置，其特征在于，所述成像模塊 中的鏡頭焦距f和相機(jī)感光元件最大內(nèi)切圓直徑d之間滿足關(guān)系：
其中，D為超壓氣球直徑，S為超壓氣球與鏡頭等效入瞳位置的間距。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于超壓氣球的形變檢測裝置，其特征在于，所述真空罐的 光學(xué)窗口的直徑L滿足關(guān)系：
其中，s為光學(xué)窗口與鏡頭等效入瞳位置的間距。
6. 基于權(quán)利要求1-5之一所述用于超壓氣球的形變檢測裝置的檢測方法，其特征在 于，該方法包括： 步驟1)將超壓氣球置于真空罐內(nèi)； 步驟2)通過拋球模塊將該超壓氣球拋至空中，并利用該拋球模塊向成像模塊發(fā)送觸 發(fā)信號； 步驟3)所述的成像模塊受觸發(fā)信號觸發(fā)對超壓氣球進(jìn)行拍照，并將成像數(shù)據(jù)傳輸至 處理模塊； 步驟4)利用數(shù)據(jù)處理模塊處理從成像模塊輸入的成像數(shù)據(jù)后，獲取超壓氣球的輪廓 圖像，并計算得出超壓氣球在拍攝面上的形變參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述用于超壓氣球的形變檢測裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述 的步驟4)具體包括： 步驟401)將從成像模塊輸入的成像數(shù)據(jù)進(jìn)行畸變校正，校正由于光路導(dǎo)致的圖像畸 變； 步驟402)將經(jīng)步驟401)畸變校正后的成像數(shù)據(jù)進(jìn)行外形輪廓識別，利用梯度計算方 法識別獲得超壓氣球的輪廓圖像； 步驟403)利用最小二乘法對步驟402)中獲得的輪廓圖像進(jìn)行圓擬合； 步驟404)通過統(tǒng)計輪廓圖像與擬合圓之間的差異，計算得出超壓氣球的形變參數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述用于超壓氣球的形變檢測裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述 的超壓氣球的形變參數(shù)包括：半徑差異平均值、半徑差異最大值、半徑差異最小值和半徑差 異標(biāo)準(zhǔn)差。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于超壓氣球的形變檢測裝置及其方法，包括：真空罐、拋球模塊、成像模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；所述的形變檢測裝置通過在真空罐內(nèi)設(shè)置拋球模塊，將超壓氣球拋至空中，使超壓氣球向上運動至成像模塊的視場范圍內(nèi)進(jìn)行拍照檢測，克服了利用現(xiàn)有的球體檢測技術(shù)在檢測易變形的氣球時，由于受檢測設(shè)備的影響而產(chǎn)生二次形變誤差，從而降低了檢測精度的技術(shù)問題；從而實現(xiàn)在無支撐物或固定物、以及大氣等外界因素的影響下，對超壓氣球形變參數(shù)的高精度檢測。
【IPC分類】G01B11-16
【公開號】CN104634270
【申請?zhí)枴緾N201510069561
【發(fā)明人】涂翠, 胡雄, 王欣穎, 史東波, 韋峰, 龔建村
【申請人】中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月10日