[发明专利]一种基于机器视觉的测量材料弯曲变形的引伸计测量方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的测量材料弯曲变形的引伸计测量方法，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；

在实验材料的中心处绘制一条线段，并在所述线段上设置若干个标点，以使在线段上生成若干个区域，并将所述区域训练成模板；

对实验材料施加外力以使实验材料产生变形，并使用工业相机不断采集更新图像；

每更新一次图像，利用已经训练好的模板将图片中相应的位置匹配出来，并将所有匹配到的区域中心点连接起来，拟合成曲线；

计算出拟合曲线的曲率，线段两端的位移变化量以及延伸率。

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，所述每更新一次图像，利用已经训练好的模板将图片中相应的位置匹配出来，并将所有匹配到的区域中心点连接起来，拟合成曲线，具体包括：

计算每移动一个像素之后窗口内像素与模板像素的NCC值，确定原始模板的大小以及中心位置，在更新的第一张图片的中心位置为中心点生成一个横宽均不小于原始模板大小的区域作为原始模板的匹配区域，匹配到的区域的中心点又作为更新的第二张图生成一个横宽均不小于原始模板的区域作为原始模板的匹配区域，直到所有更新的图片依次匹配完成；

将所有的匹配到区域的中心点都连接起来，拟合成一条曲线。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算NCC值的计算方式为：

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。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算出拟合曲线的曲率方式为：设曲线的参数方程为：x＝ω(t)，y＝ψ(t)，其曲率K的值为：

。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线段两端的位移变化量可通过计算两端的中心位置进行计算，延伸率的计算为线段两端的位移变化量和材料原始长度的比值。