ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТІ РУХОМОГО ОБ’ЄКТА ЗА ПОСЛІДОВНІСТЮ ВІДЕОЗОБРАЖЕНЬ ЗАСОБАМИ LABVIEW

Анотація

При проведенні фізичних експериментів, дослідних робіт та автоматизації процесів на виробництві виникає необхідність слідкування за рухомим об’єктом в реальному часі з метою визначення кінематичних параметрів руху: координат в заданий момент часу, траєкторії, миттєвої швидкості та прискорення. У попередній роботі авторами був розроблений віртуальний прилад для аналізу відеозображень з метою визначення кінематичних характеристик рухомих об’єктів за допомогою інструментів машинного зору Vision and Motion програмного забезпечення Labview. При слідкуванні за об’єктом, що рухається повільно, у зв’язку з піксельною дискретизацією поля зору виникає ефект руху «ривками», тобто об’єкт не змінює положення протягом декількох кадрів, а потім відбувається зсув на 1 піксель. Це спричиняє імпульсний характер швидкості і спотворює реальні значення даного параметра. Для часткового усунення даного ефекту була застосована кусково-лінійна апроксимація координатних залежностей переміщення об’єкта з наступним усередненням отриманих значень швидкості. При цьому вдалося зменшити відносну похибку до 10%, але залишився стрибкоподібний характер зміни швидкості відносно середнього значення. Це, в свою чергу, при подальшому аналізі спричиняє появу знакозмінного прискорення навіть при рівномірному русі, що спотворює розраховані кінематичні параметри руху об’єкта. У роботі було удосконалено віртуальний прилад для аналізу відеозображень для підвищення точності визначення кінематичних характеристик рухомих об’єктів за допомогою програмного забезпечення Labview і були отримані наступні результати. При рівномірному та рівноприскореному прямолінійному русі найкращі результати при аналізі даних дає попередня поліноміальна апроксимація координат переміщення об’єкта. При цьому похибки з визначення кінематичних характеристик не перевищують 0,5%. При криволінійній траєкторії руху, доцільно не використовувати апроксимації координат переміщення об’єкта, а застосувати усереднення отриманих значень швидкості. При розмірі об’єкта у 100 пікселів можна рекомендувати ширину вікна не менше за 30 пікселів. Похибка визначення швидкості буде залежати від кривизни траєкторії на величини самої швидкості руху об’єкта.