×
27.05.2015
216.013.4f17

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к контролю параметров движения объекта и может быть использовано, в частности, для измерения параметров динамики движения автотранспортных средств (АТС) при их испытаниях с учетом продольной и поперечной составляющих. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений параметров динамики движения объекта путем определения фактической траектории движения его центра масс в условиях криволинейного движения. Этот результат достигается тем, что производят видеосъемку поверхности движения объекта с помощью двух установленных на нем видеокамер. По результатам полученной видеозаписи определяют координаты центра масс объекта ( ; ) - координаты центра изображения первой видеокамеры на кадре i+1 относительно начала координат; ( ; ) - координаты центра изображения второй видеокамеры на кадре i+1 относительно начала координат; (x; y) - координаты центра масс объекта относительно начала координат в момент съемки i-го кадра; (x'; y') - координаты центра масс объекта относительно начала координат в момент съемки кадра i+1; OO - расстояние между центрами видеокамер; i=1, 2, 3, …, n - номер кадра видеоряда. Параметры динамики движения (путь, скорость, ускорение либо замедление), а также построение траектории движения выполняют для центра масс объекта с учетом его перемещения в продольном и поперечном направлениях. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к контролю параметров движения объекта и может быть использовано, в частности, для измерения параметров динамики движения автотранспортных средств (АТС) при их испытаниях с учетом продольной и поперечной составляющих.

Известен способ регистрации параметров движения АТС при испытаниях, основанный на использовании механического прибора для считывания пройденного автомобилем пути с помощью дополнительного колеса (так называемого «пятого колеса» или колеса «Пейслера»), закрепленного на автомобиле и повторяющего движение автомобиля [DE 4214607 С1 (1 июля 1993) Goetz 8037 Olching De Peiseler].

К недостаткам данного способа и приборов данного типа следует отнести невозможность измерения поперечного перемещения автомобиля и большая вероятность выхода из строя при заносе или резком смещении транспортного средства в поперечном направлении.

Известен способ растрового оптического измерения скорости объекта [RU 2482499 C2 (заявлен 01 июля 2010 г., опубл. 20 мая 2013 г.)], основанный на формировании пространственной амплитудной модуляции света, отраженного от объекта, с помощью растра, расположенного между оптической системой и фотоприемниками, и детектировании модулированного света с помощью минимум четырех фотоприемников и минимум трех дифференциальных усилителей, по частоте результирующего электрического сигнала, с которых судят о скорости объекта.

Недостатком известного способа (далее способ регистрации динамики движения объекта) является недостаточная точность, обусловленная тем, что измерение производится не для центра масс объекта, а для точки, в которой закреплена регистрирующая аппаратура. Это приводит к значительным погрешностям в конечных результатах испытаний, особенно при криволинейном движении объекта, например при ходовых испытаниях автомобиля (режимы испытаний «переставка», «змейка», «поворот» и пр.).

В основу изобретения положена задача повышения точности измерений параметров динамики движения объекта путем определения фактической траектории движения его центра масс.

Поставленная задача решается тем, что в способе регистрации динамики движения объекта, по которому параметры движения объекта определяют по сигналам смещения регистрирующей аппаратуры, размещенной на нем, относительно поверхности движения, согласно изобретению в качестве регистрирующей аппаратуры использованы две синхронизированные видеокамеры, которые располагают на объекте параллельно оси его движения таким образом, что их оптические оси направлены непосредственно на поверхность движения объекта, проводят видеосъемку поверхности во время движения объекта, по результатам анализа видеозаписи вычисляют координаты центра масс объекта

по которым определяют параметры динамики движения для центра масс объекта, где

, - координаты центра изображения первой видеокамеры на кадре i+1 относительно начала координат;

, - координаты центра изображения второй видеокамеры на кадре i+1 относительно начала координат;

x, y - координаты центра масс объекта относительно начала координат в момент съемки i-го кадра;

x', y' - координаты центра масс объекта относительно начала координат в момент съемки кадра i+1;

O1O2 - расстояние между центрами видеокамер, м;

i=1, 2, 3, …, n - номер кадра видеоряда.

Параметры динамики движения объекта определяют в продольном и/или поперечном направлениях.

На фиг.1 представлена схема расположения регистрирующей аппаратуры на объекте (автомобиле). На фиг.2 приведен пример определения смещения первой видеокамеры относительно дорожного полотна [а) i-й кадр с выделенными характерными областями, б) кадр i+1, с указанием изменения расположения характерных областей, в) координатная плоскость с указанием перемещения видеокамеры]. На фиг.3 изображена схема расположения видеокамер, относительно центра масс АТС. На фиг.4 представлена траектория перемещения регистрирующей аппаратуры, расположенной на боковой поверхности автомобиля и фактическая траектория движения центра масс автомобиля, в случае выполнения испытательного маневра «рыболовный крюк» (методика NHTSA, США).

Заявляемый способ регистрации динамики движения объекта основан на оценке величины смещения видеокамер относительно поверхности движения с помощью распознавания перемещения характерных областей в соседних кадрах и предусматривает выполнение следующих операций.

Располагают комплект регистрирующей аппаратуры (штанга-держатель с двумя видеокамерами) на объекте, например на автомобиле, на расстоянии друг от друга с возможностью перекрытия областей съемки видеокамер и ориентируют оптические оси видеокамер на поверхность дорожного полотна (фиг.1). При необходимости отображения результатов измерения в реальном времени, в салоне транспортного средства располагают персональный компьютер и прочее вспомогательное оборудование.

Задают координаты расположения центра масс автомобиля относительно начала координат (x; y). Координаты определяют на основании данных предприятия-изготовителя, либо находят расчетным путем перед проведением испытаний. Проводят калибровку регистрирующей аппаратуры для возможности определения реальных размеров объектов в кадре и расположения видеокамер в пространстве.

Производят видеосъемку поверхности движения объекта в процессе его испытаний, начиная запись либо по команде оператора, либо с помощью распознавания определенной метки на поверхности движения. Полученные видеозаписи сохраняют на носитель информации, либо обрабатывают в реальном времени, например, с использованием модуля «opencv_video» библиотеки алгоритмов компьютерного зрения OpenCV, предназначенного для оценки оптического потока. Оценка оптического потока основана на определении величины смещения характерных областей (обычно наиболее контрастных) в кадре (фиг.2).

Координаты центра изображения, полученного первой видеокамерой (x1; y1) на первом кадре, принимают за нулевые (начало координат).

Производят поиск идентичных областей на двух соседних кадрах первой видеокамеры и затем оценивают величину перемещения данных областей по изменению координат их расположения в кадре. Для достоверности определения, оценку производят для нескольких областей в каждом кадре. После нахождения суммарного вектора перемещения областей определяют величину смещения первой видеокамеры относительно дорожного полотна и ее новые координаты ( ; ). Аналогично определяют величину смещения для второй видеокамеры и ее координаты ( ; ). Исходя из полученных координат видеокамер, рассчитывают новые координаты центра масс АТС (x'; y') относительно начала координат следующим образом.

Зная направление и величину смещения двух вершин треугольника O1 O2 (смещение центров изображений каждой из видеокамер относительно поверхности движения за время смены кадра), определяют смещение третьей вершины треугольника A, т.е. координаты центра масс автомобиля (фиг.3)

Далее определяют перемещение центра масс (путь) за время смены кадра по формуле

где Sx=x′-x - смещение центра масс объекта в продольном направлении;

Sy=y'-y - смещение центра масс объекта в поперечном направлении.

Затем рассчитывают скорость движения автомобиля по формуле

где - время смены кадра, с;

N - частота съемки, кадр/с.

Далее, при необходимости, определяют продольное и поперечное ускорения центра масс транспортного средства, строят графики изменения параметров движения АТС в функции от пути или от времени (продолжительности испытательного заезда), а также выполняют построение траектории движения центра масс АТС, суммируя перемещение в продольном и поперечном направлениях.

Приведем конкретный пример реализации способа.

Исходные данные:

Автомобиль - Audi S3.

Начальные координаты:

1-я видеокамера (точка O1) - (0; 0);

2-я видеокамера (точка О2) - (1,4; 0).

Центр масс (точка А) - (0,99; 1,27).

Расстояние между видеокамерами - 1,4 м.

Координаты точек на расчетном кадре:

1-я видеокамера (точка O1) - (0,441; 0,059);

2-я видеокамера (точка O2) - (1,842; 0,003).

Рассчитывают координаты центра масс АТС на кадре i+1 по (1), (2)

В результате получают координаты расположения центра масс автомобиля для расчетного кадра, относительно начала координат

A′(1,483; 1,290).

Согласно (3), определяют перемещение центра масс за время смены кадра

При скорости съемки видеокамеры равной 40 кадр/с, скорость движения центра масс автомобиля по (4) будет равна

При необходимости находят ускорение (замедление) АТС и строят графики изменения параметров от пути или от времени.

Данный способ актуален особенно при оценке параметров криволинейного движения объекта, т.к. теоретические оценки параметров движения, получаемые с помощью различных математических моделей, как правило, производятся относительно центра масс.

Например, в случае выполнения испытательного маневра «рыболовный крюк» (методика NHTSA, США), разница реально пройденного пути и пути, измеренного регистрирующей аппаратурой, расположенной на боковой поверхности АТС, составляет более 2,5% (рис.4), что весьма значимо сказывается на точности определения параметров движения АТС при испытаниях. Кроме того, данная погрешность может проявляться систематически и искажать фактические данные.

Таким образом, предлагаемый способ регистрации динамики движения объекта позволяет повысить точность оценки параметров движения путем определения фактической траектории движения его центра масс в условиях криволинейного движения.


СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 64 items.
10.03.2013
№216.012.2d8e

Способ получения слитка из сплавов цветных металлов

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов. Расплав металла подают в область действия электромагнитного поля индуктора 1, которое удерживает расплав от растекания в области кристаллизации. Непосредственно на расплав подается охлаждающая жидкость 6. В результате воздействия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477193
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fc4

Способ получения полимерного нанокомпозиционного материала

Изобретение относится к плазменной технологии, а именно к способу плазменной обработки дисперсного материала. Может использоваться для получения покрытых полимерных порошковых нанокомпозиционных материалов. Полимерный порошок помещают в разрядную камеру с электродной системой, которую затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477763
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.3443

Стенд для испытания зубчатых передач по замкнутому силовому контуру

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания механических передач, и может применяться, в частности, для испытания зубчатых передач при их изготовлении или в процессе эксплуатации. Устройство содержит привод, связанный через входной вал с испытуемыми зубчатыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478922
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.3557

Способ производства хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов

Изобретение относится к области пищевой промышленности. Способ включает замес дрожжевого теста из муки пшеничной, хлебопекарных дрожжей, поваренной соли, воды, брожение теста, последующее формование мелкоштучных изделий, расстойку и шоковое замораживание полуфабрикатов при температуре -35°С до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479208
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.37e1

Электроразведочное устройство

Изобретение относится к области электроразведки, в частности к методам вызванной поляризации (ВП), и может быть использовано для поиска полезных ископаемых в исследуемом геологическом разрезе на основе определения коэффициента вызванной поляризации. Технический результат: увеличение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479858
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.386f

Способ производства хлебобулочных изделий из полувыпеченных замороженных полуфабрикатов

Изобретение относится к области пищевой промышленности. Способ включает приготовление дрожжевого теста, брожение теста, выпекание полуфабрикатов до полуготовности, их замораживание, длительное хранение замороженных полуфабрикатов, размораживание и выпекание до готовности. Для улучшения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480008
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3b81

Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием электромагнитного поля изменяющейся частоты и может быть применено при выполнении различного рода поисковых и инженерно-геологических исследований. Технический результат: повышение точности, достоверности и информативности измерений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480794
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4dc0

Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов

Изобретение относится к технологии испытания смазочных материалов и может быть использовано для определения их ресурса. Заявлен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, при котором пробу смазочного материала постоянного объема нагревают с перемешиванием в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485486
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e60

Устройство для фокусировки типа "линза люнеберга"

Изобретение относится к области конструирования направленных антенн, а именно к конструированию устройств для фокусировки при приеме-передаче радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Техническим результатом является возможность осуществления фокусировки электромагнитной волны вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485646
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5037

Грузоподъемный механизм

Изобретение относится к подъемному оборудованию, используемому для подъема-опускания груза на различных видах транспорта, в складах и производственных помещениях. Грузоподъемный механизм содержит основание с горизонтальным полым штырем, внутри которого размещен толкатель с роликами, шарнирно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486128
Дата охранного документа: 27.06.2013
Showing 1-10 of 64 items.
27.01.2013
№216.012.208c

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов

Изобретение относится к устройствам для бестраншейной замены подземных трубопроводов. В устройстве направляющее приспособление выполнено в виде цилиндрического корпуса, в котором напротив друг друга установлены два равноудаленных опорных катка. На внешней поверхности корпуса по окружности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473833
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.241a

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов

Изобретение относится к устройствам для бестраншейной замены подземных трубопроводов. Устройство содержит труборазрушающий рабочий орган в виде двух верхних и двух нижних вилок, подвижно соединенных между собой и установленных на осях. Каждая из вилок с обоих концов соединена с одной вилкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474744
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.03.2013
№216.012.2d8e

Способ получения слитка из сплавов цветных металлов

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов. Расплав металла подают в область действия электромагнитного поля индуктора 1, которое удерживает расплав от растекания в области кристаллизации. Непосредственно на расплав подается охлаждающая жидкость 6. В результате воздействия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477193
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fc4

Способ получения полимерного нанокомпозиционного материала

Изобретение относится к плазменной технологии, а именно к способу плазменной обработки дисперсного материала. Может использоваться для получения покрытых полимерных порошковых нанокомпозиционных материалов. Полимерный порошок помещают в разрядную камеру с электродной системой, которую затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477763
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.3443

Стенд для испытания зубчатых передач по замкнутому силовому контуру

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания механических передач, и может применяться, в частности, для испытания зубчатых передач при их изготовлении или в процессе эксплуатации. Устройство содержит привод, связанный через входной вал с испытуемыми зубчатыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478922
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.3557

Способ производства хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов

Изобретение относится к области пищевой промышленности. Способ включает замес дрожжевого теста из муки пшеничной, хлебопекарных дрожжей, поваренной соли, воды, брожение теста, последующее формование мелкоштучных изделий, расстойку и шоковое замораживание полуфабрикатов при температуре -35°С до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479208
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.37e1

Электроразведочное устройство

Изобретение относится к области электроразведки, в частности к методам вызванной поляризации (ВП), и может быть использовано для поиска полезных ископаемых в исследуемом геологическом разрезе на основе определения коэффициента вызванной поляризации. Технический результат: увеличение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479858
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.386f

Способ производства хлебобулочных изделий из полувыпеченных замороженных полуфабрикатов

Изобретение относится к области пищевой промышленности. Способ включает приготовление дрожжевого теста, брожение теста, выпекание полуфабрикатов до полуготовности, их замораживание, длительное хранение замороженных полуфабрикатов, размораживание и выпекание до готовности. Для улучшения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480008
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3b81

Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием электромагнитного поля изменяющейся частоты и может быть применено при выполнении различного рода поисковых и инженерно-геологических исследований. Технический результат: повышение точности, достоверности и информативности измерений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480794
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.4833

Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоизоляционных строительных материалов

Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления керамических теплоизоляционных материалов и может быть использовано для производства теплоизоляционной керамики при строительстве жилых, гражданских и промышленных зданий. Технический результат заключается в повышении прочности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484063
Дата охранного документа: 10.06.2013
+ добавить свой РИД