[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的測量材料彎曲變形的引伸計測量方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811497672.2 | 申請日： | 2018-12-07 |
| 公開（公告）號： | CN109470165A | 公開（公告）日： | 2019-03-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 謝宏威;駱佩文;雷臻宇;周聰;韓業(yè)鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣州大學 |
| 主分類號： | G01B11/16 | 分類號： | G01B11/16 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202 | 代理人： | 顏希文;麥小嬋 |
| 地址： | 510000 廣東省廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 實驗材料 線段 測量材料 工業(yè)相機 基于機器 彎曲變形 引伸計 拉力器 測量 視覺 標點 采集 曲率 圖像 區(qū)域中心點 位移變化量 更新圖像 合成曲線 擬合曲線 區(qū)域訓練 世界坐標 圖像采集 位置匹配 一次圖像 坐標轉(zhuǎn)換 標定板 延伸率 中心處 標定 匹配 變形 繪制 施加 更新 圖片 | ||
1.一種基于機器視覺的測量材料彎曲變形的引伸計測量方法，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(yè)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(zhuǎn)換成世界坐標；
在實驗材料的中心處繪制一條線段，并在所述線段上設(shè)置若干個標點，以使在線段上生成若干個區(qū)域，并將所述區(qū)域訓練成模板；
對實驗材料施加外力以使實驗材料產(chǎn)生變形，并使用工業(yè)相機不斷采集更新圖像；
每更新一次圖像，利用已經(jīng)訓練好的模板將圖片中相應(yīng)的位置匹配出來，并將所有匹配到的區(qū)域中心點連接起來，擬合成曲線；
計算出擬合曲線的曲率，線段兩端的位移變化量以及延伸率。
2.如權(quán)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(yè)相機對所述實驗材料進行圖像采集，還包括：調(diào)節(jié)LED光源亮度以及相機的焦距和曝光時間，使得采集到質(zhì)量更好的圖像。
3.如權(quán)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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述每更新一次圖像，利用已經(jīng)訓練好的模板將圖片中相應(yīng)的位置匹配出來，并將所有匹配到的區(qū)域中心點連接起來，擬合成曲線，具體包括：
計算每移動一個像素之后窗口內(nèi)像素與模板像素的NCC值，確定原始模板的大小以及中心位置，在更新的第一張圖片的中心位置為中心點生成一個橫寬均不小于原始模板大小的區(qū)域作為原始模板的匹配區(qū)域，匹配到的區(qū)域的中心點又作為更新的第二張圖生成一個橫寬均不小于原始模板的區(qū)域作為原始模板的匹配區(qū)域，直到所有更新的圖片依次匹配完成；
將所有的匹配到區(qū)域的中心點都連接起來，擬合成一條曲線。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述計算NCC值的計算方式為：
其中T表示模板圖像，F(xiàn)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；mt表示模板平均灰度值；代表的是模板灰度值的方差；mf(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。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算出擬合曲線的曲率方式為：設(shè)曲線的參數(shù)方程為：x＝ω(t)，y＝ψ(t)，其曲率K的值為：
。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述線段兩端的位移變化量可通過計算兩端的中心位置進行計算，延伸率的計算為線段兩端的位移變化量和材料原始長度的比值。
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