[發明專利]一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法

有效

• 申請號: 201710842903.8
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107726990B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 史寶全;張利坤;姚晨嵩;杜淑幸;葉俊杰;馮曉媛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G06T5/00;G06T5/50;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法，屬于光學三維非接觸式測量技術領域，該方法的實現步驟包括1)拍攝多曝光點陣網格圖像；2)計算權重圖；3)權重圖塔形分解；4)多曝光點陣網格圖像塔形分解；5)拉普拉斯金字塔賦權；6)拉普拉斯金字塔融合；7)點陣網格圖像重構；8)點陣網格圖像二值化；9)亞像素邊界識別；10)橢圓擬合。通過所述操作步驟，本發明可消除金屬板料表面反光的影響，改善點陣網格圖像采集質量，提高點陣網格圖像的識別率。

技術領域

本發明屬于光學三維非接觸式測量技術領域，涉及一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法。更進一步涉及一種基于多曝光圖像融合的點陣網格圖像采集與識別方法。

背景技術

金屬板料成形是材料加工技術中的重要分支之一，在航空航天、汽車、裝備制造、電器等國民經濟的各部門得到了廣泛的應用。在金屬板料成形過程中，需要通過測量金屬板料表面的三維應變來分析其成形情況，從而監測臨界變形部位、解決復雜成形、優化沖壓工藝等。金屬板料表面的三維應變測量手段和方法主要包括機械法、電測法及光學三維非接觸式測量法等。其中，光學三維非接觸式測量法是目前金屬板料成形三維全場應變測量的主要手段。

中國發明專利ZL201110263622.X公開了一種基于光學三維非接觸式測量的金屬板料成形應變測量方法。該方法采用數碼相機或者工業CCD相機對金屬板料表面制備的點陣網格圖案進行取樣拍攝，獲得兩幅或者兩幅以上的網格圖像用于網格的三維重建，并根據成形前后三維網格的尺寸變化，計算出金屬板料表面的三維全場應變。與機械法及電測法相比，該方法具有非接觸式、測量效率高、測量精度高、可獲得三維全場應變及可適用于大尺寸金屬板料成形制件等優點。然而，由于金屬板料表面的強反光特性，通常，采集的點陣網格圖像中明暗差異較大，尤其在一些反光嚴重的區域，網格節點在圖像中的成像只保留很少的部分或無法成像，使得網格節點識別率低下，進而影響三維應變的測量。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明提供了一種基于多曝光圖像融合的點陣網格圖像采集與識別方法，該方法可消除取樣拍攝過程中金屬板料表面強反光的影響，改善點陣網格圖像拍攝質量，提高點陣網格圖像的識別率。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種金屬板料成形應變測量中點陣網格圖像采集與識別方法,包括下述步驟：

步驟一，拍攝多曝光點陣網格圖像

保持相機不動，在黑白拍攝模式下拍攝若干幅曝光量不同的點陣網格圖像；

步驟二，計算權重圖

分別計算出步驟一所拍攝的每一幅多曝光點陣網格圖像的對比度及曝光度，并將計算的每一幅多曝光點陣網格圖像的對比度與曝光度相乘，得到每一幅多曝光點陣網格圖像的權重圖；

步驟三，權重圖塔形分解

對步驟二所計算的每一幅多曝光點陣網格圖像的權重圖進行高斯金字塔分解；

步驟四，多曝光點陣網格圖像塔形分解

對步驟一所拍攝的每一幅多曝光點陣網格圖像進行拉普拉斯金字塔分解，分解的層數與步驟三所分解的權重圖高斯金字塔的層數相同；

步驟五，拉普拉斯金字塔賦權

將步驟四所分解的每一幅多曝光點陣網格圖像的拉普拉斯金字塔各層上的圖像與步驟三所分解的該幅多曝光點陣網格圖像的權重圖高斯金字塔對應層上的圖像相乘，獲得賦權的拉普拉斯金字塔；

步驟六，拉普拉斯金字塔融合

將步驟五所獲得賦權的若干幅多曝光點陣網格圖像的拉普拉斯金字塔相同層上的圖像相加；

步驟七，點陣網格圖像重構