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CN110987171A - 场地照明自动检测车及检测方法 - Google Patents

场地照明自动检测车及检测方法 Download PDF

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CN110987171A
CN110987171A CN201911125486.0A CN201911125486A CN110987171A CN 110987171 A CN110987171 A CN 110987171A CN 201911125486 A CN201911125486 A CN 201911125486A CN 110987171 A CN110987171 A CN 110987171A
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陈建丞
孔子豪
区荣杰
钟土基
吕健滔
曹辉
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Foshan University
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Abstract

本发明公开了场地照明自动检测车，包括：检测车本体，检测车本体上安装有伸缩杆及机械臂、载物台；检测装置，安装于所述载物台上；定位部分，安装于所述载物台上，具体包括测距模块和变焦模块，所述变焦模块用于获取待检测目标图像；所述测距模块用于检测载物台与待检测目标的相对位置；控制部分，包括FPGA，与检测车上述各部分数据连接，用于控制定位部分和检测装置的运行、获取变焦模块的图像数据并完成图像处理、控制检测车本体的运动、控制机械臂和载物台的运动。本发明还公开了场地照明自动检测方法，利用场地照明自动检测车检测场地灯光。本发明能够高精度全自动化采样并分析运动场灯光照明条件。

Description

场地照明自动检测车及检测方法
技术领域
本发明涉及自动化与光电检测领域，特别涉及一种全自动化场地照明自动检测车及检测方法。
背景技术
运动场灯光检测技术经过很多年的发展仍停留在人工测量的水平。据《JGJ153-2016体育场馆照明设计及检测标准》指出，运动场的照明条件有严格的要求，即是对运动场内水平照度、水平照度的均匀度、各摄像机方向的垂直照度、眩光指数、相关色温以及一般显色指数都有相对应的标准。而在实际上，因为体育馆灯光设计不合理及灯具老化等问题常导致运动场内照明条件达不到照明标准。因此对运动场地照明条件进行定期测量是必要的。目前，运动场地灯光检测主要靠人工检测。人工对运动场地进行光照检测，存在测量失误、耗费人力等种种情况。场地检测时间一般为晚间，但受限于场地时间空余、测量团队可工作时间、天气环境等因素使得进行完整的场地灯光检测变得更难。综上所述，自动照明条件检测装置的市场的广阔的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种场地照明自动检测车及检测方法，此检测车及方法可实现全自动化采样，并分析运动场灯光照明条件。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
场地照明自动检测车，包括：
检测车本体，检测车本体上安装有伸缩杆及机械臂，所述机械臂至少包括第一机械臂和第二机械臂两组，机械臂之间通过舵机连接；所述第一机械臂固定在伸缩杆上；所述第二机械臂上固定有载物台；
检测装置，安装于所述载物台上；
定位部分，安装于所述载物台上，具体包括测距模块和变焦模块，所述变焦模块用于获取待检测目标图像；所述测距模块用于检测载物台与待检测目标的相对位置；
控制部分，包括FPGA，与上述检测车其它各部分数据连接，用于控制定位部分和检测装置的运行、获取变焦模块的图像数据并完成图像处理、控制检测车本体的运动、控制机械臂和载物台的运动。
场地照明自动检测方法，基于上述场地照明自动检测车，包括步骤：
控制检测车到达预设检测位置；
调整载物台位置，使待检测目标落入检测装置检测范围；
通过检测装置测量待检测目标的光学信息和/或通过定位部分获取待检测目标图像并检测载物台与待检测目标的相对位置；
调整载物台位置，使下一待检测目标落入检测装置检测范围，直至该方向全部目标检测完成；
重复上述步骤，直至检测区域内全部方向检测完成。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明能够高精度全自动化采样并分析运动场灯光照明条件。本发明既能够在运动场上前进或者停留并准确记录位置信息，又能精准对运动场的照明条件采样。
附图说明
图1是本发明检测车本体结构示意图。
图2是本发明通过舵机连接的机械臂结构示意图。
图3是本发明场地照明自动检测车载物台及其上安装部件俯视图。
图4是本发明场地照明自动检测车载物台及其上安装部件侧视图。
图5是本发明实施例2测量场地照明参数时载物台及其上光谱照度计位置示意图。
图6是本发明实施例2测量场地照明参数时载物台及其上激光测距模块、CCD传感器位置示意图。
图7为本发明实施例2小车水平照度和垂直照度的检测位置分布示意图。
图8为本发明实施例2小车色温和显色指数的检测位置分布示意图。
图9为本发明实施例2小车亮度和眩光指数的检测位置分布示意图。
其中：1—载物台；2—机械臂；3—舵机；4—伸缩杆；5—置物盒；6—车体外壳；7—车轮；8—履带；9—光谱照度计；10—激光测距模块；11—CCD传感器；12—成像亮度计；13—光谱照度计感光面。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1-2所示，场地照明自动检测车，包括：
检测车本体，检测车本体上安装有伸缩杆4及机械臂2，所述机械臂至少包括第一机械臂和第二机械臂两组，机械臂之间通过舵机连接；所述第一机械臂固定在伸缩杆上；所述第二机械臂上固定有载物台1；所述伸缩杆选用车载云梯液压伸缩杆，所述舵机选用JX6221大扭矩机械臂金属舵机3，本实施例中机械臂包括三组，若实际检测场景不大也可以选用两组；
检测装置，本实施例中包括光谱照度计9，安装于所述载物台上，选用SPIC-200AWBW光谱照度计，也可选用仅有光电探头的一体光谱照度计；可根据需检测的参数，于载物台上增设其他检测设备，如成像亮度计12，如图3-4所示。
定位部分，如图3-4所示，安装于所述载物台上，具体包括测距模块和变焦模块，所述变焦模块用于获取待检测目标图像；所述测距模块用于检测载物台与待检测目标的相对位置；所述测距模块选用SK80激光测距模块10、所述变焦模块选用FPV-10X变焦CCD传感器11。
控制部分，包括FPGA，与上述检测车其它各部分数据连接，用于控制定位部分和检测装置的运行、获取变焦模块的图像数据并完成图像处理、控制检测车本体的运动、控制机械臂和载物台的运动。
进一步的，所述控制部分可由FPGA统一控制定位部分和检测装置的运行、获取变焦模块的图像数据并完成图像处理、控制检测车本体的运动、控制机械臂和载物台的运动。
也可另设由单片机控制检测车本体的运动；单片机选用STM32F405型号。本实施例通过STM32F405单片机，BTN7971驱动板、MD36行星减速电机组成动力系统，驱动检测车。
另设无线传输模块，与上位机进行无线数据传输，从而用于控制舵机、载物台的运动，进而带动机械臂运动。所述无线传输模块选用AriduinoWIFI模块，安装于置物盒5中，不仅可获取检测车其他部分的数据并传输至上位机，同时也可满足检测车的远程控制。
检测车本体的运动、机械臂和载物台的运动可由简易的控制器完成，通过分开控制检测车各部分的运行，可减轻FPGA的控制负担，使其专于处理分析图像，提高检测效率。
进一步的，所述检测车还包括避障部分，安装于检测车本体侧部和/或载物台和/或伸缩杆和/或机械臂上，包括红外对管，所述红外对管用于测量检测车与周围环境物体间距，与控制部分数据连接。所述红外对管选用E18_D80NK漫反射红外对管，避免出现因误撞运动场内不明障碍物导致车体损坏如撞门框或伸缩杆撞到不明物体翻车等，提供障碍信息反馈给检测车控制部分进行处理。
更进一步的，所述避障部分还包括加速度计，用于测量检测车行驶时加速度，与控制部分数据连接。所述加速度计选用维特WT931九轴加速度计。
进一步的，所述检测车本体的车轮套有履带，以适应不同的场地环境。
实施例2
一种场地照明自动检测方法，需测量场地照明的水平照度、垂直照度、色温、显色指数、亮度和眩光指数，基于实施例1所述的场地照明自动检测车，包括步骤：
当检测车到达场地检测区域时，控制伸缩杆上升到1.5米(检测标准中主摄像机垂直照度检测要求高度)或者1.2米(检测标准中副摄像机检测要求高度)的高度；
控制检测车到达预设检测位置；
调整载物台位置，使待检测目标落入检测装置检测范围；
通过检测装置测量待检测目标的光学信息和/或通过定位部分获取待检测目标图像并检测载物台与待检测目标的相对位置；
调整载物台位置，使下一待检测目标落入检测装置检测范围，直至该方向全部目标检测完成；
重复上述步骤，直至检测区域内全部方向检测完成。
进一步的，在检测过程中，通过避障部分获取检测车与周围环境物体间距，进而通过控制部分调整载物台、检测车本体的位置。
进一步的，在检测过程中，通过避障部分获取检测车本体的运动加速度，结合检测车与周围环境物体间距，进而通过控制部分调整检测车本体前进速度。
当测量场地照明参数时，如图5所示，a、当小车到达预设检测位置(如图7所示)的测量点后，通过机械臂和伸缩杆使载物台上升到总高1.5米左右的高度，载物台水平放置，则光谱照度计也是水平放置、感光面朝上，开始测量水平照度；b、测量完水平照度后，机械臂带动载物台在竖直方向旋转90度，开始测量垂直照度；c、通过机械臂带动载物台绕图示中虚线轴转动，每旋转45度记录一次数据，旋转一周，测量在此高度的垂直照度(如图8所示，驱动小车到达预设检测位置的测量点后，按照上述步骤测量色温和显色指数)。
如图6所示，A、小车到达预设检测位置的测量点(如图9所示)后，通过机械臂和伸缩杆使载物台上升到总1.5米左右的高度，载物台向上仰角15度左右，CCD传感器拍摄待检测目标图像；B、若无光源则绕图中虚线轴顺时针旋转45度，若捕捉到光源则通过机械臂带动载物台，使光源位于CCD传感器摄像头中心位置；C、使用测距模块进行测距，并同时使用成像亮度计测量亮度、眩光指数。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.场地照明自动检测车，其特征在于，包括：
检测车本体，检测车本体上安装有伸缩杆及机械臂，所述机械臂至少包括第一机械臂和第二机械臂两组，机械臂之间通过舵机连接；所述第一机械臂固定在伸缩杆上；所述第二机械臂上固定有载物台；
检测装置，安装于所述载物台上；
定位部分，安装于所述载物台上，具体包括测距模块和变焦模块，所述变焦模块用于获取待检测目标图像；所述测距模块用于检测载物台与待检测目标的相对位置；
控制部分，包括FPGA，与上述检测车其它各部分数据连接，用于控制定位部分和检测装置的运行、获取变焦模块的图像数据并完成图像处理、控制检测车本体的运动、控制机械臂和载物台的运动。
2.根据权利要求1所述的场地照明自动检测车，其特征在于，所述控制部分还包括单片机，用于控制检测车本体的运动。
3.根据权利要求1所述的场地照明自动检测车，其特征在于，所述控制部分还包括无线传输模块，与上位机进行无线数据传输，从而用于控制舵机、载物台的运动，进而带动机械臂运动。
4.根据权利要求1所述的场地照明自动检测车，其特征在于，所述检测车还包括避障部分，安装于检测车本体侧部和/或载物台和/或伸缩杆和/或机械臂，包括红外对管，所述红外对管用于测量检测车与周围环境物体间距，与控制部分数据连接。
5.根据权利要求4所述的场地照明自动检测车，其特征在于，所述避障部分还包括加速度计，用于测量检测车行驶时加速度，与控制部分数据连接。
6.根据权利要求1所述的场地照明自动检测车，其特征在于，所述检测装置包括光谱照度计，所述光谱照度计为SPIC-200AW BW光谱照度计或仅有光电探头的一体光谱照度计。
7.根据权利要求1所述的场地照明自动检测车，其特征在于，所述检测车本体的车轮套有履带。
8.场地照明自动检测方法，基于上述1-7任一项所述的场地照明自动检测车，其特征在于，包括步骤：
控制检测车到达预设检测位置；
通过调整伸缩杆及机械臂调整载物台位置，使待检测目标落入检测装置检测范围；
通过检测装置测量待检测目标的光学信息和/或通过定位部分获取待检测目标图像并检测载物台与待检测目标的相对位置；
调整载物台位置，使下一待检测目标落入检测装置检测范围，直至该方向全部目标检测完成；
重复上述步骤，直至检测区域内全部方向检测完成。
9.根据权利要求8所述的场地照明自动检测方法，其特征在于，在检测过程中，通过避障部分获取检测车与周围环境物体间距，进而通过控制部分调整载物台、检测车本体的位置。
10.根据权利要求9所述的场地照明自动检测方法，其特征在于，在检测过程中，通过避障部分获取检测车本体的运动加速度，结合检测车与周围环境物体间距，进而通过控制部分调整检测车本体前进速度。
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