[发明专利]位移测量系统及方法

权利要求书

1.一种位移测量系统，其特征在于，包括激光测距传感器、视频摄像机、电动云台及中央控制器及棋盘格；所述棋盘格设置于目标物体上；所述激光测距传感器及视频摄像机固定在所述电动云台上；所述激光测距传感器、所述视频摄像机、所述电动云台分别与所述中央控制器连接；

所述中央控制器用于控制所述电动云台转动到预设方位；

所述视频摄像机用于采集包含所述目标物体的图像数据；

所述中央控制器还用于根据所述图像数据及预先得到的系统参数，确定当所述激光测距传感器对准预设的测量点时，所述电动云台的测量方位的方位角，并控制所述电动云台转动到所述测量方位；所述预设的测量点为所述棋盘格上的预设角点；

所述激光测距传感器用于采集所述测量点的位置数据；

所述中央控制器还用于根据所述位置数据及所述系统参数，确定所述测量点的在预设的空间坐标系中的起始位置坐标；

所述位移测量系统还用于当所述目标物体从初始位置运动到目标位置时，确定当所述目标物体位于目标位置时，所述测量点在预设的空间坐标系中的目标位置坐标；

所述中央控制器还用于根据所述起始位置坐标及所述目标位置坐标，确定所述目标物体的位移；

所述系统参数包括视频摄像机参数、激光测距传感器参数及电动云台参数；

所述中央控制器还用于根据所述图像数据及预先得到的所述视频摄像机参数，确定所述测量点在预设的空间坐标系中的起始位置估计坐标；根据所述起始位置估计坐标及所述激光测距传感器参数，确定当所述激光测距传感器对准预设的测量点时，所述电动云台的测量方位的方位角；

所述视频摄像机参数包括视频摄像机基本参数及视频摄像机标定参数；

所述中央控制器还用于根据所述图像数据，确定所述测量点在所述图像数据中的平面坐标；根据所述平面坐标及所述视频摄像机基本参数，采用计算机视觉算法确定所述测量点的视频摄像机成像坐标；根据所述视频摄像机成像坐标、所述视频摄像机标定参数及所述电动云台参数，采用计算机视觉算法确定所述测量点在预设的空间坐标系中的起始位置估计坐标；所述视频摄像机标定参数包括成像中心点空间坐标；所述成像中心点空间坐标为所述电动云台的方位角为0时，所述视频摄像机的成像中心点在预设的空间坐标系中的坐标；所述电动云台参数包括所述电动云台的方位角；所述方位角包括水平旋转角及竖直旋转角；

所述中央控制器还用于：

通过下述方程式计算所述测量点在预设的空间坐标系中的起始位置估计坐标：

P₁'＝Ry(-β)Rx(-α)T(-P₀”)P₁

其中，P₀”= Rx(α)Ry(β)P₀'，P₁'为所述起始位置估计坐标；P₀'为所述成像中心点空间坐标；β为当前的水平旋转角，α为当前的竖直旋转角；Px，Py，Pz分别表示P₀”的x坐标、y坐标及z坐标。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制器包括计算机。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括信号转换器；所述信号转换器分别与所述计算机、所述激光测距传感器、所述视频摄像机及所述电动云台连接；所述信号转换器用于将所述激光测距传感器采集的位置数据、所述视频摄像机采集的图像数据及所述电动云台的方位角的信息数据转化为所述计算机能够识别的数据类型。