[发明专利]一种金属板料成形应变测量中点阵网格图像采集与识别方法

说明书

本发明公开了一种金属板料成形应变测量中点阵网格图像采集与识别方法，属于光学三维非接触式测量技术领域，该方法的实现步骤包括1)拍摄多曝光点阵网格图像；2)计算权重图；3)权重图塔形分解；4)多曝光点阵网格图像塔形分解；5)拉普拉斯金字塔赋权；6)拉普拉斯金字塔融合；7)点阵网格图像重构；8)点阵网格图像二值化；9)亚像素边界识别；10)椭圆拟合。通过所述操作步骤，本发明可消除金属板料表面反光的影响，改善点阵网格图像采集质量，提高点阵网格图像的识别率。

技术领域

本发明属于光学三维非接触式测量技术领域，涉及一种金属板料成形应变测量中点阵网格图像采集与识别方法。更进一步涉及一种基于多曝光图像融合的点阵网格图像采集与识别方法。

背景技术

金属板料成形是材料加工技术中的重要分支之一，在航空航天、汽车、装备制造、电器等国民经济的各部门得到了广泛的应用。在金属板料成形过程中，需要通过测量金属板料表面的三维应变来分析其成形情况，从而监测临界变形部位、解决复杂成形、优化冲压工艺等。金属板料表面的三维应变测量手段和方法主要包括机械法、电测法及光学三维非接触式测量法等。其中，光学三维非接触式测量法是目前金属板料成形三维全场应变测量的主要手段。

中国发明专利ZL201110263622.X公开了一种基于光学三维非接触式测量的金属板料成形应变测量方法。该方法采用数码相机或者工业CCD相机对金属板料表面制备的点阵网格图案进行取样拍摄，获得两幅或者两幅以上的网格图像用于网格的三维重建，并根据成形前后三维网格的尺寸变化，计算出金属板料表面的三维全场应变。与机械法及电测法相比，该方法具有非接触式、测量效率高、测量精度高、可获得三维全场应变及可适用于大尺寸金属板料成形制件等优点。然而，由于金属板料表面的强反光特性，通常，采集的点阵网格图像中明暗差异较大，尤其在一些反光严重的区域，网格节点在图像中的成像只保留很少的部分或无法成像，使得网格节点识别率低下，进而影响三维应变的测量。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于多曝光图像融合的点阵网格图像采集与识别方法，该方法可消除取样拍摄过程中金属板料表面强反光的影响，改善点阵网格图像拍摄质量，提高点阵网格图像的识别率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种金属板料成形应变测量中点阵网格图像采集与识别方法,包括下述步骤：

步骤一，拍摄多曝光点阵网格图像

保持相机不动，在黑白拍摄模式下拍摄若干幅曝光量不同的点阵网格图像；

步骤二，计算权重图

分别计算出步骤一所拍摄的每一幅多曝光点阵网格图像的对比度及曝光度，并将计算的每一幅多曝光点阵网格图像的对比度与曝光度相乘，得到每一幅多曝光点阵网格图像的权重图；

步骤三，权重图塔形分解

对步骤二所计算的每一幅多曝光点阵网格图像的权重图进行高斯金字塔分解；

步骤四，多曝光点阵网格图像塔形分解

对步骤一所拍摄的每一幅多曝光点阵网格图像进行拉普拉斯金字塔分解，分解的层数与步骤三所分解的权重图高斯金字塔的层数相同；

步骤五，拉普拉斯金字塔赋权

将步骤四所分解的每一幅多曝光点阵网格图像的拉普拉斯金字塔各层上的图像与步骤三所分解的该幅多曝光点阵网格图像的权重图高斯金字塔对应层上的图像相乘，获得赋权的拉普拉斯金字塔；

步骤六，拉普拉斯金字塔融合

将步骤五所获得赋权的若干幅多曝光点阵网格图像的拉普拉斯金字塔相同层上的图像相加；

步骤七，点阵网格图像重构