[发明专利]摆动喷管的摆动角度的测量系统及摆动角度的测量方法

权利要求书

1.摆动喷管的摆动角度的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括图像采集装置和图像处理计算机，所述图像采集装置用于连续采集待测尾喷管的图像信息，并将采集到的图像信息发送给图像处理计算机，所述图像处理计算机用于将接收到的图像信息进行处理，并根据连续采集的图像信息获得待测尾喷管的摆角信息。

2.根据权利要求1所述的摆动喷管的摆动角度的测量系统，其特征在于，图像采集设备采用CCD高速相机实现。

3.根据权利要求1所述的摆动喷管的摆动角度的测量系统，其特征在于，所述图像处理计算机中嵌入有图像处理模块，该图像处理模块用于将接收到的图像信息进行处理，并根据连续采集的图像信息获得待测尾喷管的摆角信息；

所述图像处理模块包括图像获取单元、图像处理单元、人机界面单元模块和接口传输单元，其中：

图像获取单元，用于通过接口传输单元读取图像采集装置发送的连续的图像信息，还用于将读取的连续的图像信息依次发送给图像处理单元；

图像处理单元，用于对接收到的多幅图像信息进行处理，进而获得待测尾喷管的运动角度，还用于将获得的运动角度信息发送给人机界面单元；

人机界面单元，用于实现操作者与硬件系统的命令及信息交互，还用于显示输出接收到的运动角度信息；

接口传输单元，用于实现图像处理计算机与外部硬件系统之间的数据传输。

4.根据权利要求1所述的摆动喷管的摆动角度的测量系统，其特征在于，所述的图像采集装置由辅助光源和摄像设备组成，所述摄像设备采用带有高速图像传输接口的图像采集设备实现，所述摄像设备通过该高速图像传输接口与图像处理计算机连接；所述辅助光源用于照射待测尾喷管，给摄像设备提供辅助光源。

5.采用权利要求1所述的摆动喷管的摆动角度的测量系统实现摆动角度的测量方法，其特征在于，所述测量过程包括如下步骤：

首先执行对测量系统进行标定的步骤，然后开始测量尾喷管的摆动角度的步骤，该步骤为下述两个步骤循环执行：

采集尾喷管的图像的步骤；

根据采集的图像计算获得此刻尾测尾喷管的摆动角度的步骤。

6.根据权利要求5所述的摆动角度的测量方法，其特征在于，在执行对测量系统进行标定的步骤之前，将图像采集装置通过卡具与装有待测尾喷管的设备固定连接在一起。

7.根据权利要求5所述的摆动角度的测量方法，其特征在于，对测量系统进行标定的步骤进一步包括：

基准圆的绘制步骤：使图像采集装置采集图像，并在该幅图像的中心位置画出一个圆心标记；以上述圆心标记为圆心绘制一个圆作为基准圆，并保证所述待测尾喷管的全部图像均位于该基准圆内；以此基准圆所在平面为图像采集装置的镜头所在平面，然后执行尾喷管图像采集的步骤；

尾喷管图像采集的步骤：图像采集装置采集待测尾喷管的图像，然后执行拟合圆的绘制步骤；

拟合圆的绘制步骤：摄取该幅图像中的待测尾喷管的图像信息，采用圆拟合算法拟合出所述图像信息中待测尾喷管的圆轮廓、以及该圆轮廓的圆心和半径，并根据计算结果在该图像中绘制出拟合圆，定义该拟合圆所属的平面为待测尾喷管所在平面，然后执行判断步骤；

判断步骤：判断所述图像中的原轮廓和基准圆的圆心是否重合、半径是否相等，当两个条件都满足时，标定完成；如果有任意一个条件不满足，则调整图像采集装置的镜头的摄像角度，返回执行尾喷管图像采集的步骤，直到两个条件都满足为止。

8.根据权利要求5所述的摆动角度的测量方法，其特征在于，根据采集的图像计算获得此刻尾测尾喷管的摆动角度的步骤的包括下述步骤：

尾喷管识别的步骤、尾喷管定位的步骤和摆动角度计算的步骤，其中：

尾喷管识别的步骤为：通过边缘检测，识别待测尾喷管是否出现在图像中；

尾喷管定位的步骤为：通过模版匹配的方法获得待测尾喷管的初步位置；然后通过最小二乘法对获得的初步位置进行修改，实现精确定位，获得尾喷管的最终位置；

摆动角度计算的步骤为：根据尾喷管的最终位置计算获得此时尾喷管的摆动角度。

9.根据权利要求8所述的摆动角度的测量方法，其特征在于，所述边缘检测采用Canny边缘检测器实现。

10.根据权利要求8所述的摆动角度的测量方法，其特征在于，所述摆动角度计算的步骤为：

首先根据像素当量将偏转像素数转换为物理距离，然后利用固定锥点高度和反正切公式确定偏转角度。