一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置。一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，包含背景板、实验小车、小车牵引物、平台轨道、摄像设备、电脑，其中：所述背景板的板面位于所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面靠近但不接触所述平台轨道的侧面；所述实验小车位于所述平台轨道的轨道上；所述小车牵引物与所述实验小车连接；所述摄像设备位于所述平台轨道的侧面，并且所述摄像设备与所说背景板位于所述平台轨道的不同的侧面，所述摄像设备用于拍摄所述实验小车在所述小车牵引物的作用下运动的图像信息；所述电脑获取所述摄像设备拍摄的所述实验小车运动的图像信息。本实用新型专利技术具有非接触、直观演示等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置
本专利技术涉及变速直线运动物理实验，特别涉及一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置。
技术介绍
物理实验中变速直线运动的测量是运动定律的一个重要部分，涉及到物体在直线运动方式上的运动速度变化、位置变化、时间变化以及加速度的变化，速度、时间、距离之间的关系是实验中所需要验证的。当前的实验测量方法主要是采用打孔机、直尺和秒表等测量方法，或者用脉冲、超声波等测量方法，以上方法主要问题是测量准确度不高，人为误差较大，实验准备工作繁琐，没有对实验过程的复原和演示。当今迅速发展的计算机计算机视觉技术可以非常好的应用到变速直线运动物理实验的测量中，由于计算机视觉技术优势在于时间和位置变化的准确测量，以及增加的高速摄影机和背景二维平面坐标系的独立特点，因此，对于变速直线运动物理实验的装置不需要进行大的更新，在保持原有实验装置基本不变的前提下，通过对高速摄影机的使用，可以准确测量实验中的速度、时间和位置，同时可以在计算机屏幕上进行直观的演示和复原，是对变速直线运动物理实验测试方法的革新与提升。
技术实现思路
本专利技术为了解决目前物理实验中变速直线运动的准确测量和计算，在不对现有物理实验装置进行较大改动的前提下，通过增加连接笔记本电脑的高速摄影机和背景二维平面坐标系，对变速直线运动物体通过计算机视觉技术进行准确测量和计算的方法，将现有的变速直线运动物理实验装置改造成一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验测量系统。一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，包含实验桌、背景板、实验小车、小车牵引物、平台轨道、摄像设备、电脑，其中：所述背景板的板面位于所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面靠近但不接触所述平台轨道的侧面；所述实验小车位于所述平台轨道的轨道上；所述小车牵引物与所述实验小车连接；所述摄像设备位于所述平台轨道的侧面，并且所述摄像设备与所说背景板位于所述平台轨道的不同的侧面，所述摄像设备用于拍摄所述实验小车在所述小车牵引物的作用下运动的图像信息；所述电脑获取所述摄像设备拍摄的所述实验小车运动的图像信息。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，还包括：所述平台轨道固定于实验桌上；所述背景板固定于实验桌上；所述背景板的板面平行于所述平台轨道。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，还包括：所述实验小车上固定有标志物；所述标志物靠近但不接触所述背景板。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，还包括：所述小车牵引物为体积小密度大的物体；所述小车牵引物通过非弹性摩擦系数小的连接线与实验小车连接。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，还包含：所述平台轨道一侧固定定滑轮，所述连接线通过所述定滑轮将所述实验小车和所述体积小密度大的物体连接，同时所述体积小密度大的物体处于自然下垂状态。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，其特征在于：所述体积小密度大的物体为砝码。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，其特征在于：所述背景板的板面绘制有二维坐标系网格。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，其特征在于：所述平台轨道可以自由调节斜坡度。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，其特征在于：所述实验小车包含四个摩察系数小的轮子。更进一步的，一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，其特征在于：所述实验小车、所述小车牵引物通过挂钩进行连接。通过所述的一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验测量系统可以对现有变速直线运动物理实验装置不进行大的改动，只是增加了运动小车上面十字支架、高速摄影机和二维平面坐标系的背板，实现了变速直线运动物理实验的各种自动测量，并且通过软件很好的演示了变速直线运动物体在各个位置的时间、速度和距离，适用于现有的各种类型的变速直线运动物理实验装置，克服了现有实验的准确度不高，人为误差较大，实验准备工作繁琐，没有对实验的复原和演示等缺点，提高了实验的测量精度和准确度。附图说明图1为二维平面坐标系网格的背景板示意图的主视图。图2为二维平面坐标系网格的背景板示意图的侧视图。图3为二维平面坐标系网格的背景板示意图的仰视图。图4为实验小车的主视图。图5为实验小车的侧视图。图6为实验小车的俯视图。图7为运动系统示意图。图8为测量系统示意图。其中，1、平台轨道；2、实验小车；3、标志物；4、定滑轮；5、细线；6、小车牵引物；7、摄像设备；8、背景板，801、板面，802、结构组件；9、电脑。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。实施例一一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，包含实验桌、背景板8、实验小车2、小车牵引物6、平台轨道1、摄像设备7、电脑9，其中：所述背景板8的板面801位于所述平台轨道的侧面，所述背景板8的板面801靠近但不接触所述平台轨道1的侧面。所述实验小车2位于所述平台轨道1的轨道上。所述小车牵引物6与所述实验小车2连接。所述摄像设备7位于所述平台轨道1的侧面，并且所述摄像设备7与所说背景板8位于所述平台轨道1的不同的侧面，所述摄像设备7用于拍摄所述实验小车2在所述小车牵引物6的作用下运动的图像信息。所述电脑9获取所述摄像设备7拍摄的所述实验小车2运动的图像信息。所述背景板8的板面绘制有二维坐标系网格。如图1、2、3所示，本实施方式所述一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验测量系统的表面绘制成二维平面坐标系网格的背景板。背景板为浅色长方形平板结构，底部和背部安装有支撑的结构组件802，平板水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，包含实验桌、实验小车、小车牵引物、平台轨道，所述平台轨道固定于实验桌上，所述实验小车位于所述平台轨道的轨道上，所述小车牵引物与所述实验小车连接；其特征在于还包括：背景板、摄像设备和电脑；/n所述背景板固定于实验桌上，所述背景板的板面位于所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面靠近但不接触所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面平行于所述平台轨道，所述背景板的板面绘制有二维坐标系网格；/n所述实验小车上固定有标志物，所述标志物靠近但不接触所述背景板；/n所述摄像设备位于所述平台轨道的侧面，并且所述摄像设备与所说背景板位于所述平台轨道的不同的侧面，所述摄像设备用于拍摄所述实验小车在所述小车牵引物的作用下运动的图像信息；/n所述电脑获取所述摄像设备拍摄的所述实验小车运动的图像信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，包含实验桌、实验小车、小车牵引物、平台轨道，所述平台轨道固定于实验桌上，所述实验小车位于所述平台轨道的轨道上，所述小车牵引物与所述实验小车连接；其特征在于还包括：背景板、摄像设备和电脑；
所述背景板固定于实验桌上，所述背景板的板面位于所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面靠近但不接触所述平台轨道的侧面，所述背景板的板面平行于所述平台轨道，所述背景板的板面绘制有二维坐标系网格；
所述实验小车上固定有标志物，所述标志物靠近但不接触所述背景板；
所述摄像设备位于所述平台轨道的侧面，并且所述摄像设备与所说背景板位于所述平台轨道的不同的侧面，所述摄像设备用于拍摄所述实验小车在所述小车牵引物的作用下运动的图像信息；
所述电脑获取所述摄像设备拍摄的所述实验小车运动的图像信息。


2.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验装置，其特征在于：所述小车牵引物为体积小密度大的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩嘉言，
申请(专利权)人：韩嘉言，
类型：新型
国别省市：黑龙;23