[發明專利]一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法

有效

• 申請號: 202110362581.3
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113012143B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 祿盛;羅兆杰;馬瑩;鄧聰穎;陳翔;趙洋;樸昌浩
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/80;G06T5/00
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 盧勝斌

1.一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法，其特征在于，包括：

S1：向被測器件表面隨機制作散斑點，將該散斑點作為位置信息載體；

S2：將試件的橫截面中心點作為坐標原點，建立空間坐標系，記錄所有散斑點在空間坐標系中的位置坐標；

S3：將試件表面的空間散斑點映射為平面散斑點，得到試件變形前映射平面散斑圖；

S4：將圖像采集設備固定在指定位置，采用張正友標定法對采集設備進行標定，確定畸變系數，根據畸變系數對圖像進行畸變校正；

S5：根據畸變校正后的圖像向被測試件施加軸向拉伸力，采集試件形變后的表面散斑圖；

S6：將試件形變后的表面散斑圖中的各個空間散斑點映射為平面散斑點，得到試件形變后的映射平面散斑圖；

S7：采用反向組合高斯牛頓算法對試件形變前的映射平面散斑圖和試件形變后的映射平面散斑圖進行處理，得到試件表面變形測量結果；

S8：根據試件表面變形測量結果判斷被測器件的質量。

2.根據權利要求1所述的一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法，其特征在于，將試件表面的空間散斑點映射為平面散斑點的過程包括：將原空間坐標點投影到XOY平面中；將空間點P_x0(R,0,0)作為映射后平面坐標的原點O(0,0)，各投影點至點P_x0的弧長作為映射后平面坐標的x坐標，原空間坐標系下的z坐標作為映射后平面坐標的y坐標；在原坐標系和新坐標系各個點之間一一對應的映射關系下將各個空間散斑點映射到平面坐標系中，得到平面散斑點，根據平面散斑點構建試件變形前映射平面散斑圖。

3.根據權利要求1所述的一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法，其特征在于，采用張正友標定法對采集設備進行定標的過程包括：

步驟1：將圖像采集設備固定在合適的位置；

步驟2：采用圖像采集設備采集15張不同旋轉角度、不同傾斜角的棋盤定標模板；

步驟3：對獲取的15張棋盤定標模板進行定標；

步驟4：根據定標結果獲取圖像采集設備的內參數；

步驟5：根據圖像采集設備的內參數求出畸變系數。

4.根據權利要求3所述的一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法，其特征在于，將圖像采集設備固定的位置為該設備采集的圖像與空間坐標系的YOZ平面平行，并使被測試件表面散斑點成像于像素坐標系中。

5.根據權利要求3所述的一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法，其特征在于，獲取的圖像采集設備內參數包括：內參矩陣、外參矩陣以及畸變系數。

6.根據權利要求1所述的一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法，其特征在于，根據畸變系數對圖像進行畸變校正的過程包括：獲取理想狀態下無畸變的圖像坐標和畸變影響下的真實圖像坐標；根據獲取的坐標建立畸變校正模型；根據畸變系數計算正向畸變系數和切向畸變系數；根據徑向畸變系數和切向畸變系數對畸變校正模型進行改進；采用改進的畸變校正模型對圖像進行畸變校正，得到理想狀態下無畸變發生時的圖像坐標。

7.根據權利要求6所述的一種基于二維數字圖像相關法的試件質量檢測方法，其特征在于，計算正向畸變系數和切向畸變系數的公式分別為：

徑向畸變系數公式：

切向畸變系數的公式為：

其中，P^d表示畸變影響下的真實像素點，r表示畸變影響下的真實圖像到圖像平面中心位置的徑向距離，X^d表示畸變影響下的真實圖像的橫坐標，Y^d表示畸變影響下的真實圖像的縱坐標，C_x表示圖像平面中心位置的橫坐標，C_y表示圖像平面中心位置的橫坐標，k_i表示徑向畸變系數，表示徑向畸變在水平方向上的分量，表示徑向畸變在豎直方向上的分量，表示切向畸變在水平方向上的分量，表示切向畸變在豎直方向上的分量，p_i表示切向畸變系數。