[发明专利]一种基于视觉跟踪的双轴拉伸引伸计测量方法

权利要求书

1.一种基于视觉跟踪的双轴拉伸引伸计测量方法，其特征在于，包括：

将实验材料固定在拉力器两端；

打开LED光源，使用工业相机对所述实验材料进行图像采集；

使用标定板对采集后的图像进行标定，并将图像的坐标转换成世界坐标；

对进行坐标转换后的图像在X轴设置A、B两个点以及在Y轴设置C、D两个点，创建ABCD四个模板；

启动拉力器，获取更新实验材料受力变形的图像；

利用创建的模板进行匹配对比所述更新的图像，原ABCD四个模板区域会因为材料拉伸而产生位移，模板匹配对比到这些发生位移的区域并记录相应的位置，获取计算A点、B点之间的距离以及获取计算C点、D点之间的距离，直至材料断裂；

将拉力器的拉力数据以及所述实验材料在X轴和Y轴的位移数据绘制成拉伸曲线，按照实验要求计算出相应的参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打开LED光源，使用工业相机对所述实验材料进行图像采集，还包括：调节LED光源亮度以及相机的焦距和曝光时间，使得采集到质量更好的图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述LED光源为红色LED光源。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对进行坐标转换后的图像在X轴设置A、B两个点以及在Y轴设置C、D两个点，创建四个模板，包括：

在X轴设置第一个点A，生成一个以A点为中心的矩形大小，获取A点坐标和A矩形的图像，训练成匹配模板；

在X轴设置第二个点B，生成一个以B点为中心的矩形大小，获取B点坐标和B矩形的图像，训练成匹配模板；

在Y轴设置第三个点C，生成一个以C点为中心的矩形大小，获取C点坐标和C矩形的图像，训练成匹配模板；

在Y轴设置第四个点D，生成一个以D点为中心的矩形大小，获取D点坐标和D矩形的图像，训练成匹配模板。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述训练成匹配模板，具体为：获取识别矩形图像中所有的像素点，建立一个模板库，匹配时将模板库与目标图像进行匹配。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述矩形大小为80mm*80mm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用创建的模板进行匹配对比所述更新的图像，原ABCD四个模板区域会因为材料拉伸而产生位移，模板匹配对比到这些发生位移的区域并记录相应的位置，包括：

每更新一张图片，四个模板将会分别在图片的左上角从左到右，从上到下地垫式扫描一次，计算每移动一个像素之后窗口内像素与模板像素的NCC值；

选取NCC值最大的区域，将其最大的区域设置为对应模板所匹配到的区域。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述NCC值的计算，包括：

其中T表示模板图像，F表示待测图像,而t(u,v)代表的是在模板图像T中第u行、第v列的像素的灰度值；同理，f(r+u，c+v)代表的是待测图像的第r+u行、第c+v列像素的灰度值；m_t表示模板平均灰度值；代表的是模板灰度值的方差；m_f(r,c)表示待测图像平均灰度值；代表的是待测图像灰度值方差；NCC的取值范围为[-1,1],1代表完全一致，-1代表完全相反，其值可取其绝对值。