[發明專利]一種基于投影和數字圖像處理的側膨脹值測量系統及方法

有效

• 申請號: 201510037281.2
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104567711B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 桂樂樂;壽比南;徐彤
• 申請（專利權）人: 中國特種設備檢測研究院
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01N3/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥

1.一種基于投影和數字圖像處理的側膨脹值測量系統，其特征在于，所述系統包括：載物臺、平行光源、工業相機和計算機；其中，所述工業相機具有雙遠心鏡頭；

所述雙遠心鏡頭與所述平行光源正對設置，以構成平行光路；

所述載物臺設于所述平行光源和所述雙遠心鏡頭之間，用于承載相互匹配的上半截試樣和下半截試樣；所述相互匹配的上半截試樣和下半截試樣由整個試樣經夏比擺錘沖擊試驗形成；

所述上半截試樣和所述下半截試樣的斷口均朝上、缺口面均朝向所述平行光源、缺口背面均垂直于所述平行光路，且所述上半截試樣和所述下半截試樣在所述雙遠心鏡頭中的投影不重疊；

所述工業相機用于對所述上半截試樣和所述下半截試樣拍照；

所述計算機用于根據所述工業相機拍照得到的圖像，計算所述整個試樣的側膨脹值；

所述整個試樣的兩個側面分別為第一側面和第二側面，所述上半截試樣的兩個側面分別為第一上半截側面和第二上半截側面，所述下半截試樣的兩個側面分別為第一下半截側面和第二下半截側面，所述第一上半截側面和第一下半截側面對應于所述第一側面，所述第二上半截側面和所述第二下半截側面對應于所述第二側面；在所述工業相機拍照得到的圖像中，所述第一上半截側面、第二上半截側面、第二下半截側面、第一下半截側面按照從左至右的順序排列；

所述計算機包括：

第一圖像處理器，用于對所述工業相機拍照得到的圖像進行二值化處理，得到二值圖像；

第二圖像處理器，用于將所述二值圖像劃分為膨脹點計算區和基準線擬合區；所述膨脹點計算區包括所述上半截試樣的膨脹段對應的圖像區域以及所述下半截試樣的膨脹段對應的圖像區域，所述基準線擬合區包括所述上半截試樣的形狀保持段對應的圖像區域以及所述下半截試樣的形狀保持段對應的圖像區域；其中，所述膨脹段為所述上/下半截試樣中到其斷口的垂直距離小于第一設定距離的部分，所述上/下半截試樣中到其底部的垂直距離小于第二設定距離的部分為底部形變段，所述形狀保持段為所述上/下半截試樣中介于所述膨脹段和所述底部形變段之間的部分；

第三圖像處理器，用于對所述膨脹點計算區進行掃描，確定處于所述膨脹點計算區內、且位于所述上半截試樣的輪廓線上的像素點，確定處于所述膨脹點計算區內、且位于所述下半截試樣的輪廓線上的像素點；對所述基準線擬合區進行掃描，確定處于所述基準線擬合區內、且位于所述上半截試樣的輪廓線上的像素點，確定處于所述基準線擬合區內、且位于所述下半截試樣的輪廓線上的像素點；

第一數據處理器，用于對處于所述基準線擬合區內、且位于所述上半截試樣的輪廓線上的像素點進行直線擬合，得到分別對應所述第一上半截側面和所述第二上半截側面的兩條直線及其直線方程，并對處于所述基準線擬合區內、且位于所述下半截試樣的輪廓線上的像素點進行直線擬合，得到分別對應所述第一下半截側面和所述第二下半截側面的兩條直線及其直線方程；

第二數據處理器，用于根據所述第一上半截側面對應的直線方程，將處于所述膨脹點計算區內、且位于所述上半截試樣的輪廓線上、且位于所述第一上半截側面對應的直線左側的像素點，確定為第一上半截側面的候選膨脹像素點；根據所述第二上半截側面對應的直線方程，將處于所述膨脹點計算區內、且位于所述上半截試樣的輪廓線上、且位于所述第二上半截側面對應的直線右側的像素點，確定為第二上半截側面的候選膨脹像素點；根據所述第一下半截側面對應的直線方程，將處于所述膨脹點計算區內、且位于所述下半截試樣的輪廓線上、且位于所述第一下半截側面對應的直線左側的像素點，確定為第一下半截側面的候選膨脹像素點；根據所述第二下半截側面對應的直線方程，將處于所述膨脹點計算區內、且位于所述下半截試樣的輪廓線上、且位于所述第二下半截側面對應的直線右側的像素點，確定為第二下半截側面的候選膨脹像素點；

第三數據處理器，用于計算每一個所述第一上半截側面的候選膨脹像素點到所述第一上半截側面對應的直線之間的距離，將計算得到的最大距離確定為第一上半截側面的最大膨脹量；計算每一個所述第二上半截側面的候選膨脹像素點到所述第二上半截側面對應的直線之間的距離，將計算得到的最大距離確定為第二上半截側面的最大膨脹量；計算每一個所述第一下半截側面的候選膨脹像素點到所述第一下半截側面對應的直線之間的距離，將計算得到的最大距離確定為第一下半截側面的最大膨脹量；計算每一個所述第二下半截側面的候選膨脹像素點到所述第二下半截側面對應的直線之間的距離，將計算得到的最大距離確定為第二下半截側面的最大膨脹量；

第四數據處理器，用于比對所述第一上半截側面的最大膨脹量和所述第一下半截側面的最大膨脹量的大小，將其中的較大值確定為第一側面的最大膨脹量；比對所述第二上半截側面的最大膨脹量和所述第二下半截側面的最大膨脹量的大小，將其中的較大值確定為第二側面的最大膨脹量；

第五數據處理器，用于計算所述第一側面的最大膨脹量與所述第二側面的最大膨脹量之和，得到所述整個試樣的側膨脹值。