The invention discloses a space filter speed sensor device and a method to improve the speed measurement accuracy. The device includes lighting source, converging lens, image sensor, data collector, central processor, laser displacement sensor and data output interface, etc. in this method, the velocity process of particle motion on the surface of the object is calculated. The frequency of the peak point of the power of the image spectrum is used. Considering the contribution of other power points and other frequency points to the frequency of the moving target, the logarithmic weighted average algorithm is used to solve the motion velocity of the particle on the surface of the object, and a power threshold is set up, when the power value of the collection image spectrum is greater than that of the threshold. When the frequency point is involved in calculating the frequency of the moving target, the laser displacement sensor is used to accurately measure the working height of the moving object in real time, and the measurement speed is corrected in real time to reduce the velocity measurement error caused by the different working height, and the speed measurement precision in the spatial filter sensor sensor is improved. Degree.
【技术实现步骤摘要】
一种空间滤波测速传感器装置及提高测速精度的方法
本专利技术涉及空间滤波测速传感器
,尤其是涉及一种空间滤波测速传感器装置及提高测速精度的方法。
技术介绍
由于空间滤波测速传感器(SpatialFilterVelocimeter,SFV)具有非接触式测量、高精度等优点,并且光学和机械结构简单以及使用非相干光源,可以用于流体、气体和固体表面速度的非接触测量,在工业生产和科学研究中的多个领域得到了越来越多的应用,民用和军用领域都具有广阔的应用前景,在车载组合导航、轧钢、印刷等高速传送带过程测量领域得到了广泛地应用。空间滤波测速传感器是利用运动物体的散射光被空间滤波器调制从而得到一个与物体运动速度成正比的光强信号来获得物体运动速度的。空间滤波测速的基本概念来源于航空相机控制技术和红外光学跟踪技术。1963年美国人Ator在他的研究中通过仿真的方法从理论上证明了基于平行狭缝组的空间滤波器的可行性,从而开启了空间滤波测速研究的大门。之后又从相关性理论的角度出发对该方法作了进一步的论证。传统的空间滤波测速仪的空间滤波器通常由一个透射型光栅构成。透射型光栅有可能是一组间隔相等的平行狭缝组成,或者由一组棱镜组成,这种类型的光栅主要缺点就是结构较复杂,加工难度比较大,而且光栅周期不能调整,特别是当要测量二维速度,或者进行差分探测时,要增加另外一路探测子系统,进一步增加了系统结构的复杂性和安装难度。针对透射型光栅的这一缺点,图像传感器被应用到空间滤波测速系统中来,大大简化了系统结构,提高了系统的灵活性和稳定性。基于图像传感器的空间滤波测速传感器尽管在上个世纪八十年代就已经 ...
【技术保护点】
1.一种空间滤波测速传感器测速装置,其特征在于:包括照明光源、汇聚透镜、图像传感器、模拟放大器、数据采集器、中央处理器、激光位移传感器和数据输出接口,图像传感器的光敏窗口设在汇聚透镜的焦点处,图像传感器按照连接关系与模拟放大器、数据采集器依次串联后接中央处理器的图像信号输入端,激光位移传感器的位移信号输出端接中央处理器的位移信号输入端,中央处理器的信号输出端接数据输出接口的信号输入端;在照明光源的照射下,运动物体表面反射的光通过汇聚透镜汇聚到图像传感器上,图像传感器根据接收到的光强差异产生不同的光电流,光电流被模拟放大器放大后输入到数据采集器,数据采集器把模拟信号转换为数字图像信号,数字图像信号被送入中央处理器进行数据处理,得到时域信号频率,中央处理器进而计算出运动物体的运动速度;激光位移传感器实时地测量图像传感器距离地面的高度,中央处理器利用激光位移传感器测得的高度数据对空间滤波测速传感器测量的速度实时修正,进一步提高空间滤波测速传感器测速的精度;数据输出接口完成把空间滤波测速传感器测量的速度输出。
【技术特征摘要】
1.一种空间滤波测速传感器测速装置,其特征在于:包括照明光源、汇聚透镜、图像传感器、模拟放大器、数据采集器、中央处理器、激光位移传感器和数据输出接口,图像传感器的光敏窗口设在汇聚透镜的焦点处,图像传感器按照连接关系与模拟放大器、数据采集器依次串联后接中央处理器的图像信号输入端,激光位移传感器的位移信号输出端接中央处理器的位移信号输入端,中央处理器的信号输出端接数据输出接口的信号输入端;在照明光源的照射下,运动物体表面反射的光通过汇聚透镜汇聚到图像传感器上,图像传感器根据接收到的光强差异产生不同的光电流,光电流被模拟放大器放大后输入到数据采集器,数据采集器把模拟信号转换为数字图像信号,数字图像信号被送入中央处理器进行数据处理,得到时域信号频率,中央处理器进而计算出运动物体的运动速度;激光位移传感器实时地测量图像传感器距离地面的高度,中央处理器利用激光位移传感器测得的高度数据对空间滤波测速传感器测量的速度实时修正,进一步提高空间滤波测速传感器测速的精度;数据输出接口完成把空间滤波测速传感器测量的速度输出。2.一种提高空间滤波测速传感器测速精度的方法,其特征在于:具体步骤如下:A、计算数字图像每行的灰度值:在利用图像传感器得到的数字图像进行空间滤波法计算运动物体的速度时,首先需要计算出每行的灰度值,方法如下,对于第i(i=0,1,…,N-1)行图像数据,把前W个像素的灰度值累加,记为Ai,0,把紧接着的W个像素的灰度值累加,记为Ci,0;再把紧接着的W个像素的灰度值累加,记为Ai,1,把紧接着的...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾晓东,吴小锋,
申请(专利权)人:江西省智成测控技术研究所有限责任公司,
类型:发明
国别省市:江西,36
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。