[发明专利]一种基于双目视觉的柔性悬臂板振动检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的柔性悬臂板振动检测装置的检测方法，该柔性悬臂板振动检测装置包括柔性悬臂板，所述柔性悬臂板一端通过机械支架夹持装置固定，称为固定端，另一端为自由端，电阻应变片传感器包括两个，分别为第一、第二电阻应变片传感器，粘贴在柔性悬臂板上，所述柔性悬臂板的正面画有田字格，还包括左、右两个配置有镜头的CCD相机，所述两个CCD相机安装在柔性悬臂板的正面前方，且镜头距离柔性悬臂板正面为450mm～650mm，两个CCD相机处在同一水平位置上，且检测过程中田字格在两个CCD相机的视场内；

所述第一、第二电阻应变片传感器检测柔性悬臂板的弯曲振动及扭转信息，经过电荷放大器放大后，经过A/D转换卡将模拟信号转换成数字信号，再输入到计算机；

所述左、右两个配置有镜头的CCD相机检测柔性悬臂板正面田字格的振动信息，传输到计算机；

其特征在于，包括如下步骤：

第一步，对两个配置镜头的CCD相机进行标定，所述标定包括建立坐标系，坐标系之间的变换，然后对单个相机进行标定，完成左右图像平面相应点的匹配；

第二步，两个CCD相机获取柔性悬臂板的弯曲和扭转振动信息的图像序列，通过USB接口将图像序列传输到计算机；

第三步，分别根据两个相机的第一帧图像，利用视差原理确定田字格内各个交点的初始三维坐标，然后根据后续左右两个相机的图像获取田字格各个交点位置最大变化范围，确定各个交点的子区域的图像ROI；

第四步，采用OTSU阈值分割法提取各个交点的子区域图像ROI中交点的特征，利用视差原理确定各个交点的三维坐标；

第五步，根据第三步得到的初始三维坐标和第四步得到的三维坐标计算出每个交点在各个方向的位移，所述各个方向包括x轴，y轴，z轴，获取柔性悬臂板多点的弯曲和扭转振动信息；

所述第五步具体为：

柔性悬臂板静止时，根据视差原理，将田字格任意一个线条交点的三维坐标设为x₀，y₀，z₀；

柔性悬臂板开始振动时，设相对点的三维坐标为(x₁(t)，y₁(t)，z₁(t))；

则得到田字格所述任意交点在x轴方向的位移为Δx(t)＝x₁(t)-x₀，y轴方向的位移为Δy(t)＝y₁(t)-y₀，垂直柔性悬臂板的正表面的z轴方向的位移为Δz(t)＝z₁(t)-z₀；

柔性悬臂板纵向中心线上的交点z轴方向的位移记为Δz₀(t)，则得到纵向中心线的弯曲振动位移信号为z_w(t)＝Δz₀(t)，将关于柔性悬臂板纵向中心线对称且相对应的两个交点Z轴方向的位移分别记为Δz₁(t)、Δz₂(t)；

则得到田字格任意交点的弯曲振动位移信号扭转振动位移信号其中Δz₀(t)、Δz₁(t)、Δz₂(t)为位移信号，t为时间。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述左、右两个配置有镜头的CCD相机的水平距离为200mm，且镜头距离柔性悬臂板正面为450mm-650mm。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一电阻应变片传感器包括两个电阻应变片，粘贴在靠近柔性悬臂板固定端的纵向中线处，姿态角为0°，两面对称粘贴，每面一片且并联连接；

所述第二电阻应变片传感器包括四个电阻应变片，粘贴在距离柔性悬臂板固定端100-300mm处，姿态角为0°，两面对称粘贴，每面两片且并联连接。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述田字格中线条之间的纵向间距为150mm，横向间距为125mm。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括LED光源。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述田字格具有明显特征，所述明显特征具体是指与柔性悬臂板具有颜色的差异性，所述田字格的交点关于柔性悬臂板纵向中线对称。