申请/专利权人：广东省特种设备检测研究院东莞检测院

申请日：2018-09-29

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN109270289B

主分类号：G01P3/68

分类号：G01P3/68;B66C13/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2019.02.26#实质审查的生效;2019.01.25#公开

摘要：本发明涉及测速技术领域，尤其是指一种速度测试系统及测试方法，包括用于标记目标物体的标记模块、用于获取目标物体的图像以及记录图像的获取时刻的采集模块、用于计算目标物体运动时的速度的速度模块以及用于将结果输出的输出模块；所述标记模块包括用于连接目标物体的固定件、设于固定件上的发光管以及用于驱动发光管发光的驱动电路，所述采集模块设有带通滤光片。本发明提供的一种速度测试系统及测试方法，采用非接触直接测试速度的方法，避免了目测估算或用卷尺秒表等测试方法的缺陷，在获取目标物体的图像信息后便可自动计算出所需的速度信息，有效的提高了测试的精确度，且测试过程高效，便捷。

主权项：1.一种速度测试系统，其特征在于：包括用于标记目标物体的标记模块1、用于获取目标物体的图像以及记录图像的获取时刻的采集模块2、用于计算目标物体运动时的速度的速度模块3以及用于输出速度数据的输出模块4；所述标记模块1包括用于连接目标物体的固定件13、设于固定件13上的发光管11以及用于驱动发光管11发光的驱动电路12，所述采集模块2设有带通滤光片21；所述速度模块3包括用于测量目标物体与采集模块2之间距离的测距装置31、用于计算目标物体相对于采集模块2的真实位置的位置计算模块32以及用于将得到的真实位置信息结合时间信息计算速度的速度计算模块33；位置计算模块32根据标定系数计算出目标物体的真实物体位置；计算方法如下：根据透镜的成像规律，1u+1v＝1f，即：物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数；同时根据设计测量的目标物体与采集模块2的工作距离范围L，设计好镜头的焦距f和像距v；在测量中使用测距装置31测量出测量点即采集模块2到目标物体的距离L，实际就是物距u，即可计算出真实物体与成像之间的比例系数R＝vu；因此，从图像上解析出目标物体的坐标Py，相机成像点P0，即可通过比例系数的关系计算得真实的高度H＝Py–P0R；图像采集装置22在捕捉每一幅目标物体图像时，计算出一个真实位置，同时把测量时刻的时间记录下来；便形成了一个时间位置序列；t0,H0；t1,H1；…；tn,Hn…计算其差分便可得到速度信号：△t0＝t1–t0,△H0＝H1–H0，V0＝△H0△t0；△t1＝t2–t1,△H1＝H2–H1，V1＝△H1△t1；…△tn＝tn+1–tn,△Hn＝Hn+1–Hn，Vn＝△Hn△tn；由此可得到速度序列信息：V0，V1，V2...Vn。

全文数据：一种速度测试系统及测试方法技术领域本发明涉及测速技术领域，尤其是指一种速度测试系统及测试方法。背景技术依据《起重机械安全监察规定》、特种设备安全技术规则和国家标准，要对起重机起升速度、大车和小车运行速度等主要参数进行监控测量，速度是判断起重机械是否改造和重大维修的一个重要指标。目前桥门式起重机械的在用和新装数量都比较大，在制造厂出厂、使用单位自检或第三方检测起重机械起升速度、大小车速度时往往是根据铭牌数据、经目测估算以及简单的秒表，卷尺等确定，所得结果不准确，检测方法不科学或效率低。因此起重机械检测仪器的缺失和检测方式的低效，未能有效提高企业检验检测质量和效率，滞后了起重机械检测速度技术的发展。发明内容本发明针对现有技术的问题提供一种速度测试系统及测试方法，可高效便捷地进行测试速度，测试结果精确。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种速度测试系统，包括用于标记目标物体的标记模块、用于获取目标物体的图像以及记录图像的获取时刻的采集模块、用于计算目标物体运动时的速度的速度模块以及用于将结果输出的输出模块；所述标记模块包括用于连接目标物体的固定件、设于固定件上的发光管以及用于驱动发光管发光的驱动电路，所述采集模块设有带通滤光片。进一步的，所述速度模块包括用于测量目标物体与采集模块之间距离的测距装置、用于计算目标物体相对于采集模块的真实位置的位置计算模块以及用于将得到的真实位置信息结合时间信息计算速度的速度计算模块。进一步的，所述速度模块设有用于识别目标物体运动的图像上的光点的识别模块。进一步的，所述识别模块设有用于查找光点中心位置的中心查找模块。进一步的，所述采集模块包括用于获取目标物体的图像的图像采集装置以及用于记录获取该图像的时刻的时间记录装置，所述带通滤光片设于图像采集装置上。进一步的，所述输出模块包括用于记录速度数据的记录模块以及用于显示数据的显示界面。一种速度测试方法，包括以下步骤：a.在目标物体上安装用于发光的标记模块并测量目标物体与测量点的距离；b.启动采集模块，获取目标物体动作时的图像以及获取该图像的时间；c.速度模块获取采集模块的图像以及时间信息，并由识别模块识别图像中的光点；d.位置计算模块根据图像以及光点信息计算目标物体的实际位置信息；f.速度计算模块根据目标物体不同时间的不同位置信息计算出目标物体的速度信息。进一步的，步骤c中识别模块识别图像中的光点后，采用重心法找到光点的中心位置。进一步的，步骤d中位置计算模块根据标定系数计算出目标物体的真实物体位置。进一步的，步骤d中速度信息计算后由输出模块输出速度数据以及绘制出速度变化曲线。本发明的有益效果：本发明提供的一种速度测试系统及测试方法，通过在目标物体上安装带发光管的标记模块，在图像采集装置上安装带通滤光片，在图像采集装置采集目标物体的图像时，目标物体上的光正好能通过带通滤光片，其他的杂散光不能通过，这使得相机的成像具有极好的识别特性，后期的处理过程变得简单高效，识别模块识别图像中的光点后再通过速度模块自动计算得到目标物体的真实位置信息，配合采集图像的时间便可计算出目标物体不同时间点的速度；本测速系统及测试方法，采用非接触直接测试速度的方法，避免了目测估算或用卷尺秒表等测试方法的缺陷，在获取目标物体的图像信息后便可自动计算出所需的速度信息，有效的提高了测试的精确度，且测试过程高效，便捷。附图说明图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的系统原理图。在图1至图2中的附图标记包括：1-标记模块，11-发光管，12-驱动电路，13-固定件，2-采集模块，21-带通滤光片，22-图像采集装置，23-时间记录装置，3-速度模块，31-测距装置，32-位置计算模块，33-速度计算模块，34-识别模块，35-中心查找模块，4-输出模块，41-显示界面，42-记录模块。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。本实施例提供的一种速度测试系统，如图1和图2，包括用于标记目标物体的标记模块1、用于获取目标物体的图像以及记录图像的获取时刻的采集模块2、用于计算目标物体运动时的速度的速度模块3以及用于输出速度数据的输出模块4；所述标记模块1包括用于连接目标物体的固定件13、设于固定件13上的发光管11以及用于驱动发光管11发光的驱动电路12，所述采集模块2设有带通滤光片21。具体地，固定件13可以为任何可将标记模块1固定到目标物体上的物件，如磁吸块，等等；发光管11发出的光可以为蓝光、红光或者黄光等颜色的光，当发光管11发蓝色光时，采集模块2安装蓝色带通滤光片21，同样的，发光管11为其他颜色的光时，带通滤光片21对应颜色的带通滤光片21；测量目标物体的速度时，先通过固定件13将标记模块1安装在目标物体上，驱动模块12驱动标记模块1上的发光管11发光，目标物体动作起来的时候，采集模块2获取不同时间点的目标物体的图像信息，图像信息上会出现相对应发光管11位置的光点，便于后续速度模块3对图像的处理，速度模块3根据每个时间点的图像信息计算出每个图像对应的位置，再结合每个图像的获取时间，便可计算出目标物体的速度，最后由输出模块4将结果的速度数据输出。本测速系统采用非接触直接测试速度的方法，避免了目测估算或用卷尺秒表等测试方法的缺陷，在获取目标物体的图像信息后便可自动计算出所需的速度信息，有效的提高了测试的精确度，且测试过程高效，便捷。本实施例提供的一种速度测试系统，如图1和图2，所述速度模块3包括用于测量目标物体与采集模块2之间距离的测距装置31、用于计算目标物体相对于采集模块2的真实位置的位置计算模块32以及用于将得到的真实位置信息结合时间信息计算速度的速度计算模块33。优选的，测距装置31可以为任何可以测量距离或确定空间三维坐标的设备，如激光测距仪或者全站仪。具体地，由测距装置31测量出目标物体与采集模块2之间的距离，获取目标物体的图像信息后，由位置计算模块32结合图像信息以及已经测量到的目标物体与采集模块2之间的距离，计算出目标物体的真实位置信息，再由速度计算模块33结合每个图像信息的获取时间以及每个时间点计算到的目标物体的真实位置信息，计算处最终的速度；速度模块3可以自动进行速度的计算，节省了人力，使得测速过程更高效及准确。本实施例提供的一种速度测试系统，如图1和图2，所述速度模块3设有用于识别目标物体运动的图像上的光点的识别模块34。具体地，获取到目标物体不同时间点的图像信息后，由于采集模块2上的带通滤光片21只能通过目标物体上发光管11发出的颜色的光，因而获取的图像上存在一光点，由速度模块3的识别模块34识别出图像中的光点便于后续的速度计算；识别模块34使得图像的处理变得更简单。本实施例提供的一种速度测试系统，如图2，所述识别模块34设有用于查找光点中心位置的中心查找模块35。具体地，图像上的光点还是有一定大小，设置中心查找模块35找出光点的中心点使得后续的计算更准确，中心查找模块35采用常用的重心法计算查找光点的中心位置。本实施例提供的一种速度测试系统，如图1和图2，所述采集模块2包括用于获取目标物体的图像的图像采集装置22以及用于记录获取该图像的时刻的时间记录装置23，所述带通滤光片21设于图像采集装置22上。具体地，由图像采集装置22获取目标物体的图像信息，同时由时间记录装置23记录下图像获取的时间，便于将图像以及时间信息传输给速度模块3进行分析计算。本实施例提供的一种速度测试系统，如图1和图2，所述输出模块4包括用于记录速度数据的记录模块42以及用于显示数据的显示界面41。具体地，目标物体的速度计算完成后，由输出模块4的记录模块42将所有数据存储并绘制成速度变化曲线，由显示界面41显示出来便于人们观察。本实施例提供的一种速度测试方法，包括一下步骤：a.在目标物体上安装用于发光的标记模块1并测量目标物体与测量点的距离；b.启动采集模块2，获取目标物体动作时的图像以及获取该图像的时间；c.速度模块3获取采集模块2的图像以及时间信息，并由识别模块34识别图像中的光点；d.位置计算模块32根据图像以及光点信息计算目标物体的实际位置信息；f.速度计算模块33根据目标物体不同时间的不同位置信息计算出目标物体的速度信息。具体地，步骤a中，通过固定件13将标记模块1固定在目标物体上，通过驱动电路12驱动发光管11发光，接着由测距装置31测量目标物体与测量点即图像采集装置22之间的距离并将测量数据传输给速度模块进行计算；步骤b中，目标物体开始动作后，图像采集装置22定时获取目标物体的图像信息，时间记录装置23记录下每个图像信息获取的时间，获取到的图像信息以及时间信息传输给速度模块；c步骤中，由于图像采集装置22上的带通滤光片21只能通过标记模块1上发光管11的光，因而获取的图像上会有一明显的光点，由识别模块34识别；步骤d中，位置模块32根据得到的光点的信息以及一开始测量的目标物体与测量点的距离数据进行计算，得到目标物体实际的位置信息，如目标物体的高度；步骤f中，以高度为例，每个获取的图像中目标物体的真实高度已计算出来，再结合每次获取的图像的时间，便可计算得到目标物体的速度。本实施例提供的一种速度测试方法，步骤c中识别模块34识别图像中的光点后，采用重心法找到光点的中心位置。具体地，图像上的光点还是有一定大小，采用重心法可以快速的找出光点的中心点，使得后续计算目标物体的位置更准确。本实施例提供的一种速度测试方法，步骤d中位置计算模块32根据标定系数计算出目标物体的真实物体位置。具体地，计算方法如下：根据透镜的成像规律，1u+1v＝1f，即：物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数。同时根据设计测量的目标物体与采集模块2的工作距离范围L，设计好镜头的焦距f和像距v。在测量中使用测距装置31可测量出测量点即采集模块2到目标物体的距离L，实际就是物距u，即可计算出真实物体与成像之间的比例系数R＝vu。因此，从图像上解析出目标物体的坐标Py，相机成像点P0，即可通过比例系数的关系计算得真实的高度H＝Py–P0R。图像采集装置22在捕捉每一幅目标物体图像时，都可以计算出一个真实位置，同时把测量时刻的时间记录下来。便形成了一个时间位置序列。t0,H0；t1,H1；…；tn,Hn…计算其差分便可得到速度信号：△t0＝t1–t0,△H0＝H1–H0，V0＝△H0△t0；△t1＝t2–t1,△H1＝H2–H1，V1＝△H1△t1；…△tn＝tn+1–tn,△Hn＝Hn+1–Hn，Vn＝△Hn△tn；由此可得到速度序列信息：V0，V1，V2...Vn。本实施例提供的一种速度测试方法，步骤d中速度信息计算后由输出模块4输出速度数据以及绘制出速度变化曲线。具体地，绘制出速度变化曲线可以更直观的表示目标物体的速度变化。以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

权利要求：1.一种速度测试系统，其特征在于：包括用于标记目标物体的标记模块1、用于获取目标物体的图像以及记录图像的获取时刻的采集模块2、用于计算目标物体运动时的速度的速度模块3以及用于输出速度数据的输出模块4；所述标记模块1包括用于连接目标物体的固定件13、设于固定件13上的发光管11以及用于驱动发光管11发光的驱动电路12，所述采集模块2设有带通滤光片21。2.根据权利要求1所述一种速度测试系统，其特征在于：所述速度模块3包括用于测量目标物体与采集模块2之间距离的测距装置31、用于计算目标物体相对于采集模块2的真实位置的位置计算模块32以及用于将得到的真实位置信息结合时间信息计算速度的速度计算模块33。3.根据权利要求1所述一种速度测试系统，其特征在于：所述速度模块3设有用于识别目标物体运动的图像上的光点的识别模块34。4.根据权利要求3所述一种速度测试系统，其特征在于：所述识别模块34设有用于查找光点中心位置的中心查找模块35。5.根据权利要求1所述一种速度测试系统，其特征在于：所述采集模块2包括用于获取目标物体的图像的图像采集装置22以及用于记录获取该图像的时刻的时间记录装置23，所述带通滤光片21设于图像采集装置22上。6.根据权利要求1所述一种速度测试系统，其特征在于：所述输出模块4包括用于记录速度数据的记录模块42以及用于显示数据的显示界面41。7.一种速度测试方法，其特征在于：包括以下步骤：a.在目标物体上安装用于发光的标记模块1并测量目标物体与测量点的距离；b.启动采集模块2，获取目标物体动作时的图像以及获取该图像的时间；c.速度模块3获取采集模块2的图像以及时间信息，并由识别模块识别图像中的光点；d.位置计算模块32根据图像以及光点信息计算目标物体的实际位置信息；f.速度计算模块33根据目标物体不同时间的不同位置信息计算出目标物体的速度信息。8.根据权利要求7所述一种速度测试方法，其特征在于：步骤c中识别模块识别图像中的光点后，采用重心法找到光点的中心位置。9.根据权利要求7所述一种速度测试方法，其特征在于：步骤d中位置计算模块32根据标定系数计算出目标物体的真实物体位置。10.根据权利要求7所述一种速度测试方法，其特征在于：步骤d中的速度信息计算后由输出模块4输出速度数据以及绘制出速度变化曲线。

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