[發明專利]一種多相機拍攝的疲勞裂紋三維測量系統和方法

有效

• 申請號: 202110253641.8
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112985303B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王佳;熊文;蔡春聲
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01N21/88;G01N21/95;G01N3/32;G01N3/06;G03B15/05;G03B17/56
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種多相機拍攝的疲勞裂紋三維測量系統，其特征在于：包括移動式測量支架、高亮度LED照明帶、照明帶環形支架、若干臺高清相機、相機環形支架、相機鏡頭扭曲矯正板、空間相機標定物以及數據處理系統；所述照明帶環形支架和相機環形支架分別固定在所述移動式測量支架上，所述高亮度LED照明帶設置在所述照明帶環形支架上，所述若干臺高清相機均勻分別在所述相機環形支架上，各高清相機通過數據線與所述數據處理系統連接，所述相機鏡頭扭曲矯正板正對高清相機的視角并通過面內面外旋轉的方式被高清相機拍攝，所述空間相機標定物位于所有高清相機的視角范圍內，對測量系統進行初始化標定；

所述相機鏡頭扭曲矯正板為具有白色背景、黑色圓點的平板，所述黑色圓點的直徑由2mm到6mm漸變，且10mm等間距排列；

所述高亮度LED照明帶能根據使用環境更換色調；

所述空間相機標定物為具有白色背景、黑色方片的圓柱體，所述黑色方片的邊長相同，且等間距排列，黑色方片上有連續的列序號。

2.根據權利要求1所述多相機拍攝的疲勞裂紋三維測量系統，其特征在于：所述移動式測量支架包括能夠折疊收放的三腳架以及與該三腳架連接的能夠調節高度的高強度鋁合金管。

3.根據權利要求2所述多相機拍攝的疲勞裂紋三維測量系統，其特征在于：所述照明帶環形支架通過螺栓抱箍與移動式測量支架的高強度鋁合金管連接，所述照明帶環形支架能夠覆蓋120°的照明范圍。

4.根據權利要求2所述多相機拍攝的疲勞裂紋三維測量系統，其特征在于：所述相機環形支架通過螺栓抱箍與移動式測量支架的高強度鋁合金管連接，所述相機環形支架能夠覆蓋120°的拍攝范圍。

5.根據權利要求1所述多相機拍攝的疲勞裂紋三維測量系統，其特征在于：所述數據處理系統配置有基于數字圖像相關的疲勞裂紋自動識別算法和疲勞壽命預測算法。

6.基于權利要求1所述多相機拍攝的疲勞裂紋三維測量系統的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)調整移動式測量支架和高清相機的角度，開啟高亮度LED照明帶；

(2)將相機鏡頭扭曲矯正板正對高清相機，每次調整矯正板的角度，高清相機拍攝保存一組對應的照片，并將照片通過數據線傳送給數據處理系統，數據處理系統根據照片對高清相機的鏡頭進行自動矯正；

(3)將空間相機標定物放置在高清相機視角范圍內，每兩個高清相機至少有50％的共同視角覆蓋，該覆蓋百分比通過拍攝空間相機標定物上黑色方片的列序號確定；

(4)將被測物體表面使用酒精擦洗干凈，先均勻噴涂白漆，然后點噴黑漆制作散斑圖；

(5)啟動測量系統，對被測物體持續進行檢測，數據處理系統自動識別產生的疲勞裂紋并記錄特征信息，所述特征信息包括疲勞裂紋周圍應變峰值、谷值和疲勞裂紋深度；

(6)數據處理系統根據預加載信息和記錄的特征信息通過疲勞壽命預測算法計算被測物體的剩余疲勞壽命，并根據實時記錄的特征信息更新預測結果。

7.根據權利要求6所述測量方法，其特征在于，所述被測物體為試驗室中正在疲勞加載的測試試件或者為工程現場正承受動荷載的構件。