[發(fā)明專利]集數(shù)字散斑、網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)的視覺檢測(cè)圖樣及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110440070.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN113516622B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段發(fā)階;鄭好;蔣佳佳;傅驍;宋韶輝;李天宇;劉昌文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/66;G06T7/73;G01B11/16
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

本發(fā)明提供了一種集數(shù)字散斑、網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)的視覺檢測(cè)圖樣的設(shè)計(jì)方法，整個(gè)圖樣上集成了數(shù)字散斑，網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)，所述視覺檢測(cè)圖樣生成包括以下步驟：將整個(gè)待測(cè)量目標(biāo)區(qū)域劃分為多個(gè)單元；將所述單元的中心點(diǎn)坐標(biāo)在網(wǎng)格內(nèi)平移一個(gè)隨機(jī)量，得到散斑的圓心坐標(biāo)，根據(jù)所述圓心坐標(biāo)位置在所述單元內(nèi)布置散斑；在所述整個(gè)待測(cè)量目標(biāo)區(qū)域的特定位置布置編碼標(biāo)記點(diǎn)，得到集數(shù)字散斑、網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)的視覺檢測(cè)圖樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種集數(shù)字散斑、網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)的視覺檢測(cè)圖樣及方法。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)立體視覺技術(shù)作為一種非接觸測(cè)量手段，可以通過雙目傳感器利用視差原理得到重疊視場(chǎng)內(nèi)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，通過不同時(shí)刻對(duì)“同名點(diǎn)”位置的記錄得到測(cè)量構(gòu)件表面變形和應(yīng)變信息。尋找兩幅圖像的“同名點(diǎn)”的過程就是通過特定的數(shù)字圖像處理算法根據(jù)局部圖像的特征點(diǎn)、線、灰度、紋理等特性找出兩幅圖像的對(duì)應(yīng)的世界坐標(biāo)中的同一點(diǎn)。圖像中的特征可以是天然的，也可以是人工特殊設(shè)計(jì)的圖樣。在近景攝影測(cè)量中常將人工設(shè)計(jì)的特征圖樣噴涂、粘貼或轉(zhuǎn)印到被測(cè)表面上，通過檢測(cè)特征圖樣的位置信息反演出被測(cè)構(gòu)件的三維信息。

當(dāng)前，近景視覺對(duì)零件進(jìn)行變形、應(yīng)變檢測(cè)通常將數(shù)字散斑圖樣作為被測(cè)特征布置到待測(cè)件表面，對(duì)采集的圖像序列進(jìn)行數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)計(jì)算，進(jìn)而通過互相關(guān)函數(shù)峰值來導(dǎo)出物體表面的三維變化信息，從而提取變形應(yīng)變信息。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題：

(1)單純網(wǎng)格線、編碼標(biāo)記點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)小空間應(yīng)變亞像素精度測(cè)量；

(2)本發(fā)明能克服大面積數(shù)字散斑圖樣無法在大視場(chǎng)范圍時(shí)使用；

(3)數(shù)字散斑圖樣難以定義興趣區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種集數(shù)字散斑、網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)的視覺檢測(cè)圖樣及方法，以期部分地解決上述技術(shù)問題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一方面，提供了一種集數(shù)字散斑、網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)的視覺檢測(cè)圖樣的設(shè)計(jì)方法，整個(gè)圖樣上集成了數(shù)字散斑，網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)，所述視覺檢測(cè)圖樣生成包括以下步驟：

將整個(gè)待測(cè)量目標(biāo)區(qū)域劃分為多個(gè)單元；

將所述單元的中心點(diǎn)坐標(biāo)在網(wǎng)格內(nèi)平移一個(gè)隨機(jī)量，得到散斑的圓心坐標(biāo)，根據(jù)所述圓心坐標(biāo)位置在所述單元內(nèi)布置散斑；

在所述整個(gè)待測(cè)量目標(biāo)區(qū)域的特定位置布置編碼標(biāo)記點(diǎn)，得到集數(shù)字散斑、網(wǎng)格線和編碼標(biāo)記點(diǎn)的視覺檢測(cè)圖樣。

其中，所述單元邊長a與散斑粒徑d及占空比ρ之間的關(guān)系如下式所示：

其中，根據(jù)成像質(zhì)量選擇合適占空比ρ，已知單元邊長a即可計(jì)算粒徑，散斑粒徑d最好在4個(gè)像素以上特征比較明顯。

其中，所述散斑的灰度應(yīng)該根據(jù)測(cè)量需求實(shí)現(xiàn)均勻分布，即將灰度分為多個(gè)級(jí)別，整個(gè)待測(cè)量區(qū)域散斑圖樣灰度實(shí)現(xiàn)偽隨機(jī)分布，最終的灰度直方圖上各個(gè)級(jí)別灰度分布均勻，有利于體現(xiàn)灰度特征。

其中，所述網(wǎng)格的網(wǎng)格線線寬大于4個(gè)像素。

其中，所述編碼標(biāo)記點(diǎn)包括彩色編碼點(diǎn)、方形編碼點(diǎn)、點(diǎn)狀編碼點(diǎn)和環(huán)形編碼點(diǎn)。

作為本發(fā)明的另一方面，提供了一種如上所述的視覺檢測(cè)圖樣的設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)的視覺檢測(cè)圖樣，包括：

散斑，用于在視覺傳感器視場(chǎng)范圍內(nèi)，配合數(shù)字圖像相關(guān)算法，基于數(shù)字散斑的灰度相關(guān)匹配算法，實(shí)現(xiàn)微小粒度范圍內(nèi)目標(biāo)構(gòu)件的變形、應(yīng)變亞像素精度測(cè)量；