[發明專利]一種基于視覺跟蹤的雙軸拉伸引伸計測量方法

在審

• 申請號: 201811496196.2
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109579721A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 謝宏威;駱佩文;雷臻宇;周聰;陳磊
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01N3/08
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;麥小嬋

1.一種基于視覺跟蹤的雙軸拉伸引伸計測量方法，其特征在于，包括：

將實驗材料固定在拉力器兩端；

打開LED光源，使用工業相機對所述實驗材料進行圖像采集；

使用標定板對采集后的圖像進行標定，并將圖像的坐標轉換成世界坐標；

對進行坐標轉換后的圖像在X軸設置A、B兩個點以及在Y軸設置C、D兩個點，創建ABCD四個模板；

啟動拉力器，獲取更新實驗材料受力變形的圖像；

利用創建的模板進行匹配對比所述更新的圖像，原ABCD四個模板區域會因為材料拉伸而產生位移，模板匹配對比到這些發生位移的區域并記錄相應的位置，獲取計算A點、B點之間的距離以及獲取計算C點、D點之間的距離，直至材料斷裂；

將拉力器的拉力數據以及所述實驗材料在X軸和Y軸的位移數據繪制成拉伸曲線，按照實驗要求計算出相應的參數。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述打開LED光源，使用工業相機對所述實驗材料進行圖像采集，還包括：調節LED光源亮度以及相機的焦距和曝光時間，使得采集到質量更好的圖像。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述LED光源為紅色LED光源。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對進行坐標轉換后的圖像在X軸設置A、B兩個點以及在Y軸設置C、D兩個點，創建四個模板，包括：

在X軸設置第一個點A，生成一個以A點為中心的矩形大小，獲取A點坐標和A矩形的圖像，訓練成匹配模板；

在X軸設置第二個點B，生成一個以B點為中心的矩形大小，獲取B點坐標和B矩形的圖像，訓練成匹配模板；

在Y軸設置第三個點C，生成一個以C點為中心的矩形大小，獲取C點坐標和C矩形的圖像，訓練成匹配模板；

在Y軸設置第四個點D，生成一個以D點為中心的矩形大小，獲取D點坐標和D矩形的圖像，訓練成匹配模板。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述訓練成匹配模板，具體為：獲取識別矩形圖像中所有的像素點，建立一個模板庫，匹配時將模板庫與目標圖像進行匹配。

6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述矩形大小為80mm*80mm。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用創建的模板進行匹配對比所述更新的圖像，原ABCD四個模板區域會因為材料拉伸而產生位移，模板匹配對比到這些發生位移的區域并記錄相應的位置，包括：

每更新一張圖片，四個模板將會分別在圖片的左上角從左到右，從上到下地墊式掃描一次，計算每移動一個像素之后窗口內像素與模板像素的NCC值；

選取NCC值最大的區域，將其最大的區域設置為對應模板所匹配到的區域。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述NCC值的計算，包括：

其中T表示模板圖像，F表示待測圖像,而t(u,v)代表的是在模板圖像T中第u行、第v列的像素的灰度值；同理，f(r+u，c+v)代表的是待測圖像的第r+u行、第c+v列像素的灰度值；m_t表示模板平均灰度值；代表的是模板灰度值的方差；m_f(r,c)表示待測圖像平均灰度值；代表的是待測圖像灰度值方差；NCC的取值范圍為[-1,1],1代表完全一致，-1代表完全相反，其值可取其絕對值。