[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

说明书

本发明公开了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，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。

技术领域

本发明涉及机器视觉测量领域，尤其涉及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。

背景技术

引伸计是测量构件及其他物体两点之间线变形的一种仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成；传感器直接和被测构件接触，构件上被测的两点之间的距离为标距，标距的变化伸长或缩短为线变形，构件变形，传感器随着变形，并把这种变形转换为机械、光、电、声等信息，放大器将传感器输出的微小信号放大，记录器将放大后的信号直接显示或自动记录下来；然而传统的引伸计由于传感器本身感应的限制，无法测量弯曲变形的构件，导致实际测量数据存在误差，造成生产中存在失误。

发明内容

本发明提供了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，以解决传统的引伸计无法测量构件弯曲变形的技术问题，从而消除实际测量数据存在的误差，进而实现改善生产中的失误情况。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了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，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。

作为优选方案，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。

作为优选方案，所述LED光源为红色LED光源。

作为优选方案，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。

作为优选方案，所述计算NCC值的计算方式为：