[发明专利]仿真实验中分液漏斗的操控识别装置及方法

权利要求书

1.仿真实验中分液漏斗的操控识别装置，其特征在于，所述的装置包括：

操控模块，用于模拟分液漏斗的活塞结构，将一标识片与该活塞结构的转动角度关联，并拍摄该标识片的连续照片传送至识别单元；

识别模块，用于基于标识片的连续照片，计算分液漏斗中溶液的流速。

2.根据权利要求1所述的仿真实验中分液漏斗的操控识别装置，其特征在于，所述的操控模块包括：

密封桶，包括一个内部中空的密封腔；

旋转台，设置在密封桶内一侧；

标识片，固定在旋转台上；

摄像头，设置在密封桶内与旋转台相对的一侧，用于拍摄旋转台上的标识片；

旋转轴，设置在密封桶外部，其一端贯穿密封桶与旋转台固接，用于带动旋转台旋转。

3.根据权利要求2所述的仿真实验中分液漏斗的操控识别装置，其特征在于，所述密封桶的密封腔与外界光线隔绝。

4.根据权利要求3所述的仿真实验中分液漏斗的操控识别装置，其特征在于，所述密封桶的密封腔内设置有光源。

5.根据权利要求2所述的仿真实验中分液漏斗的操控识别装置，其特征在于，所述的标识片上涂覆有颜色。

6.根据权利要求1所述的仿真实验中分液漏斗的操控识别装置，其特征在于，所述的标识片为不规则形状。

7.根据权利要求1所述的仿真实验中分液漏斗的操控识别装置，其特征在于，所述的识别模块包括：

分割单元，用于将每一帧的标识片区域分割出来；

第一计算单元，用于计算标识片第i帧的重心点坐标(x_i,y_i)；

第二计算单元，用于根据标识片重心点和图像中心坐标(x₀,y₀)计算出第i帧时标识片的方向向量P_i；

第三计算单元，用于根据公式计算标识片的转动角度θ：

第一判断单元，用于根据P_i×P_i-1的值来判断转动的方向，如果值是正数则代表旋转方向顺时针旋转，值为负数则表示逆时针旋转；

第四计算单元，用于根据公式Speed_i＝Speed_i-1+dλθ计算第i时刻分液漏斗的流速Speed_i，其中，d表示当前旋转的方向是否与规定的流速增大的方向一致，如果一致，则d＝1；如果不一致，则d＝-1，λ为一个常数，表示变化的程度，可以根据实际的情况来设计；θ为标识片的转动角度。

8.仿真实验中分液漏斗的操控识别方法，其特征在于，基于权利要求1所述的装置来实现，所述的方法包括以下步骤：

S1：通过摄像头获取标识片每一帧的图像；

S2：将每一帧的标识片区域分割出来，并计算标识片第i帧的重心点坐标(x_i,y_i)；

S3：根据标识片重心点和图像中心坐标(x₀,y₀)计算出第i帧时标识片的方向向量P_i；

S4：计算标识片的转动角度θ；

S5：根据P_i×P_i-1的值来判断转动的方向，如果值是正数则代表旋转方向顺时针旋转，值为负数则表示逆时针旋转；

S6：计算第i时刻的分液漏斗流速Speed_i＝Speed_i-1+dλθ，其中，d表示当前旋转的方向是否与规定的流速增大的方向一致，如果一致，则d＝1；如果不一致，则d＝-1，λ为一个常数，表示变化的程度，可以根据实际的情况来设计；θ为标识片的转动角度。