[發明專利]一種基于隨機點跟蹤的金屬材料斷裂伸長率智能測試方法

有效

• 申請號: 201310375963.5
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103471910A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 鐘平;胡睿;鐘吉康;張康;李鵬飛;張秀云;黃凡霞
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/28
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

1.一種基于隨機點跟蹤的金屬材料斷裂伸長率智能測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對帶有標記點的金屬材料進行拉伸，在拉伸的同時，采集拉伸開始到金屬材料斷裂為止的金屬材料表面形變的連續圖像序列F_s=f₁,f₂,...f_N，其中f₁為拉伸開始獲取的圖像，f_N為拉伸斷裂時獲取的圖像；

（2）根據圖像f_N的紋理特征，確定其在拉伸方向的斷裂位置，并依次對圖像序列進行逆向區域相關檢測，推導該斷裂位置在圖像序列其它圖像幀f_s在拉伸方向所對應的位置，并對圖像序列的所有幀建立坐標系，其中，以被檢測金屬材料拉伸方向的中軸線為X軸，斷裂位置為坐標原點O，通過原點O且與X軸垂直的方向為Y軸；

（3）對第一幀圖像f₁，以X軸的原點O為基準，在預先確定的有效檢測區內，將其左、右對稱地分成大小相等的連續圖像塊，且規定每個圖像塊在X方向的位置坐標，是以圖像塊中點的X坐標表示；

（4）對第一幀圖像f₁所劃分的每個圖像塊，以其所在位置的X坐標點作垂線，將圖像塊分成左、右兩部分，每一部分內選擇一個最顯著的隨機斑點，作為表示該圖像塊在X方向位置的代表點，并由亞像素定位算法獲取該兩個代表點的精確坐標后，計算該圖像塊X坐標到兩代表點X坐標的比例系數k；

（5）通過對其它圖像幀f_s直接前幀f_s-1的所有圖像塊所選定的代表點進行跟蹤，確定f_s-1所有代表點對應其在f_s內的位置，再利用比例系數k，計算出圖像幀f_s內所有連續圖像塊的X坐標；

（6）構建二維表格，存儲圖像序列各幀內所有圖像塊在X方向的位置坐標，以方便計算拉伸過程中，隨時間變化的相鄰圖像塊間的局部伸長率及各圖像塊的位移信息；

（7）根據預先設定計算金屬材料斷裂伸長率的局部伸長率的值，對二維表格數據進行處理，選擇計算金屬材料斷裂伸長率最佳的圖像塊，并由此確定第一幀圖像f₁的計算點和拉伸斷裂時圖像f_N的計算點；

（8）根據所確定的計算點，分別求出原始標距和斷后標距，計算出計算金屬材料斷裂伸長率。

2.根據權利要求1所述的基于隨機點跟蹤的金屬材料斷裂伸長率智能測試方法，其特征在于，所述步驟（1）前還包括采用噴漆設備在被檢測金屬材料樣本的表面均勻地噴上大小和形狀不規則的隨機標記點晾干后形成帶標記點的金屬材料。

3.根據權利要求1所述的基于隨機點跟蹤的金屬材料斷裂伸長率智能測試方法，其特征在于，所述步驟（5）中對所有圖像塊所選定的代表點進行跟蹤是利用點區域相關的方法先進行像素級精度跟蹤，然后采用相關函數主峰分布模型擬合算法，實現亞像素精度跟蹤。

4.根據權利要求1所述的基于隨機點跟蹤的金屬材料斷裂伸長率智能測試方法，其特征在于，所述步驟（7）中對二維表格數據進行處理是通過對二維表格數據的搜索和計算，在第一幀圖像f₁和拉伸斷裂時的圖像f_N內搜索與斷裂位置對稱的左、右兩組相鄰圖像塊，使其滿足局部伸長率與預設值最為接近，并在第一幀圖像f₁和拉伸斷裂時的圖像f_N中，分別以所確定的兩組相鄰圖像塊中點位置分別作為計算原始標距和斷后標距的計算點，原始標距和斷后標距則分別為兩組計算點的距離。

5.根據權利要求1所述的基于隨機點跟蹤的金屬材料斷裂伸長率智能測試方法，其特征在于，所述步驟（2）中拉伸斷裂圖像幀f_N的斷裂位置坐標的確定是通過對金屬材料試樣表面出現裂痕紋理線進行跟蹤，并在提取紋理主骨架線后，分別計算紋理主骨架線在X和Y方向伸展矢量，以斷裂紋理主骨架線在Y方向的矢量大于某一閾值時，判斷金屬材料被拉斷，取斷裂紋理主骨架線在X方向伸展矢量的中值位置，作為其在拉伸方向的斷裂坐標位置。