[发明专利]一种高速运动物体的图像测量方法及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种高速运动物体的图像测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在被测物体的表面上设置待测标记组件，并布置测量系统，其中，所述测量系统包括计算单元和至少两个低速相机；

S2：在所述被测物体做高速周期运动时，布置外部传感器根据所述待测标记组件采集所述被测物体的运动信号，并将所述运动信号输入到所述计算单元；

S3：所述计算单元根据所述运动信号计算得到所述被测物体的运动周期；

S4：将所述运动周期T等分为n份细分周期，每一份所述细分周期作为一个周期偏移量ΔT＝T/n，根据所述运动周期和所述周期偏移量来控制至少两个所述低速相机的触发时间以使得至少两个所述低速相机分别获取至少n幅运动图像，一个细分周期倍数n次的触发时间依次为：T、2T+ΔT、……、nT+(n-1)ΔT，n为大于1的整数；

S5：根据多幅所述运动图像对所述被测物体进行多个运动状态的三维重建；

S6：根据三维重建的结果计算得到所述被测物体的动态变形场。

2.根据权利要求1所述的高速运动物体的图像测量方法，其特征在于，步骤S1中在被测物体的表面上设置待测标记组件具体包括：静止状态下，在被测物体的表面的第一区域上粘贴反光标记条，并在所述被测物体的表面的第二区域上先采用白色喷漆喷制散斑基底，再采用黑色喷漆喷制散斑，其中，所述第一区域和所述第二区域为两个不同的区域。

3.根据权利要求1所述的高速运动物体的图像测量方法，其特征在于，步骤S2中布置外部传感器根据所述待测标记组件采集所述被测物体的运动信号具体包括：将所述外部传感器正对所述被测物体，使得在所述被测物体做高速周期运动时，所述外部传感器打到所述待测标记组件上的光束反射回光信号；所述外部传感器接收所述光信号；将所述光信号设置为所述运动信号。

4.根据权利要求1所述的高速运动物体的图像测量方法，其特征在于，步骤S3中具体包括：所述计算单元通过时频转换得到所述运动信号的频率，再通过频率计算得到所述被测物体的运动周期。

5.根据权利要求4所述的高速运动物体的图像测量方法，其特征在于，步骤S3具体包括：所述计算单元利用傅里叶变换将(X_i，0)由时域转换为频域，得到(X′_i，Y′_i)，计算转换后(X′_i，Y′_i)每一位置上的功率值P_i＝X′_i²+Y′_i²；然后找到所有的功率值P_i中的最大值P_max，并将最大值P_max对应的i值设定为i_max；计算所述外部传感器采集的所述运动信号的频率f＝i_max/T_s；计算得到所述被测物体的运动周期T＝1/f；其中，X_i为所述计算单元接收到的运动信号的离散值，i＝1,2,......,N_p，N_p为所述计算单元接收到的运动信号的离散值的数据个数，X′_i、Y′_i分别为运动信号的离散值的二维数据表示；T_s为所述外部传感器采集所述运动信号的时间。

6.根据权利要求1所述的高速运动物体的图像测量方法，其特征在于，步骤S4中至少两个所述低速相机分别获取至少n幅运动图像具体包括：至少两个所述低速相机分别获取至少一个细分周期倍数的多幅运动图像，该至少一个细分周期倍数的多幅运动图像的采集时间为N*[nT+(n-1)ΔT]，其中N为大于或等于1的整数。

7.根据权利要求1所述的高速运动物体的图像测量方法，其特征在于，步骤S4还包括：对于高速周期运动的所述运动图像进行校正。