(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210689436.0 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 吴光强　毛礼波　张逸　鞠丽娟　 (74)专利代理 机构 上海科律专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 31290 专利代理师 刘莹 (51)Int.Cl. G06V 20/40(2022.01) G06V 10/426(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G01B 11/26(2006.01) (54)发明名称 一种基于机器视觉的离心摆减震器摆块角 度的计算方法 (57)摘要 本发明公开一种基于机器视觉的离心摆减 震器摆块角度的计算方法， 基于机器视觉对贴于 中心圆盘与摆块上的带有深色填充的圆形作为 标记物， 采用高速拍摄设备对离心摆减震器转动 过程进行拍摄， 进行图像预处理、 边缘识别、 圆形 判断、 圆心 计算， 最后得到摆块角度。 本发明的优 点是非接触式地进行CPVA转动过程中摆块转角 的计算， 快速便捷地进行角度计算， 省去了繁琐 传感器的安装， 降低了成本 。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 114973101 A 2022.08.30 CN 114973101 A 1.一种基于机器视觉的离心摆减震器摆块角度的计算方法， 其特征在于： 基于机器视 觉对贴于中心圆盘与摆块上的带有深色填充的圆形作为标记物， 采用高速拍摄设备对离心 摆减震器转动过程进 行拍摄， 进 行图像预 处理、 边缘识别、 圆形判断、 圆心计算， 最后得到摆 块角度， 包括如下步骤： S1： 在离心摆上布置多个圆形 标记物并拍摄视频； S2： 视频导入， 对图像进行 预处理、 边缘识别； S3： 边缘计算与圆形判断、 圆心计算； S4： 依据圆形的圆心进行角度计算。 2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的离心摆减震器摆块角度的计算方法， 其特征 在于： 所述 步骤S1具体包括： S11： 在离心摆减震器 中心圆盘上等角度布置四个深色圆形标记物， 且圆形标记物的大 小一致； S12： 在每个摆块上的中心处布置深色圆形标记物， 且各个圆形标记物的直径大小不 一， 且与所述中心圆盘上 的圆形标记物的直径大小不同， 高速摄像机拍摄离心摆减震器运 动过程中的视频。 3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的离心摆减震器摆块角度的计算方法， 其特征 在于： 所述 步骤S3具体包括： S31： 对图像边 缘进行识别， 判断图像中存在的像素值 突变的坐标并存 储； S32： 根据坐标的连续性判断是否存在封闭图形， 即顺着某一坐标出发， 按照顺序找邻 近坐标， 最后回到该坐标， 即判断为封闭 图形， S33： 计算封闭图形的最大横向像素宽度与像素高度， 将两者接近的图形ID、 对应的高、 宽与图形中心数据保存。 4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的离心摆减震器摆块角度的计算方法， 其特征 在于： 所述 步骤S4具体包括： S41： 提前存储了中心圆盘和每个摆块上的圆形标记物的大小， 根据步骤S3得到的保存 图形的高宽判断位置； S42： 根据 上述得到的中心圆盘上四个圆形标记物的圆心位置， 计算中心圆盘旋转轴线 与中心圆盘交点的坐标作为圆盘的中心坐标； S43： 根据每个摆块上的圆形标记物的圆心坐标与最近的左边的中心圆盘上的圆形标 记物的圆心坐标、 圆盘中心坐标计算夹角， 并根据夹角的最大值、 最小值计算摆角， 以最小 角度值加上一半摆角作为摆块位于中心处的夹角， 以当前夹角值减去摆块位于中心处的夹 角， 得到摆块相对于 离心摆的转角。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114973101 A 2一种基于机 器视觉的离心摆减 震器摆块角度的计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及冲击与振动领域， 特别涉及一种基于机器视觉的离心摆减震器摆块角 度的计算方法。 背景技术 [0002]离心摆减震器 （CPVA） 装在发动机输出轴与变速器输入轴之间用来减小发动机点 火时带来扭振的减震器， 目前研究离心摆减震器上的摆块的运动规律是优化减震器的一个 重要方向， 通过建立离心摆减震器的数学模型， 分析不同结构、 质量下的减震器的动态特 性， 这时需要观测实际的摆块运动， 以往通常通过传感器测量， 安装繁琐、 成本较高， 而且复 用性不好， 非接触式的测量方式是解决这个 问题的不错选择。 借助于机器视觉技术的不断 发展， 目前利用机器视觉方  法来实现移动、 转动物体的位移、 转角测量越来越受到 关注， 相 关技术也越来越成熟，  故而， 使用机器视觉的方法， 采用非接触式的测量方法是对离心摆 减震器摆块 运动规律分析的有效手段。 这是本申请需要着重改善的地方。 发明内容 [0003]本发明所要解决的技术问题是要提供一种基于机器视觉的离心摆减震器摆块角 度的计算方法， 对离心摆减震器在转动过程中摆块相对于离心摆的转角进行非接触式测 量， 对摆块运动规律的分析 过程中无 须安装附加的传感器。 [0004]为了解决以上的技术问题， 本发明提供了一种基于机器视觉的离心摆减震器摆块 角度的计算方法， 基于机器视觉对贴于中心圆盘与摆块上的带有深色填充的圆形作为标记 物， 采用高速拍摄设备对离心摆减震器转动过程进行拍摄， 进行图像预处理、 边缘识别、 圆 形判断、 圆心计算， 最后得到摆块角度， 包括如下步骤： S1： 在离心摆上布置多个圆形 标记物并拍摄视频； S2： 视频导入Matlab， 对图像进行 预处理、 边缘识别； S3： 边缘计算与圆形判断、 圆心计算； 计算封闭图形的最大横向宽度、 高度， 判断两者是否接近， 阈值为  0.9， 两者接近 的判断为圆形； S4： 依据圆形的圆心进行角度计算； 取出判断为圆形的图形  ID， 并根据图型边缘坐标计算该圆的圆心与面积，  并判 断圆形在哪块摆块上或者中心圆盘上； 根据得到的圆形计算角度。 [0005]作为优选， 离心摆减震器转动过程中采用高速摄像机进行拍摄， 帧率为  800帧以 上， 以此来捕捉快速转动的离心摆以及摆块的运动。 [0006]步骤S1具体包括： S11： 在离心摆减震器中心圆盘上等角度布置四个深色圆形标记物， 且圆形标记物 的大小一 致； S12： 在每个摆块上的中心处布置深色圆形标记物， 且各个圆形标记物的直径大小说　明　书 1/3 页 3 CN 114973101 A 3