[发明专利]一种多相机拍摄的疲劳裂纹三维测量系统和方法

权利要求书

1.一种多相机拍摄的疲劳裂纹三维测量系统，其特征在于：包括移动式测量支架、高亮度LED照明带、照明带环形支架、若干台高清相机、相机环形支架、相机镜头扭曲矫正板、空间相机标定物以及数据处理系统；所述照明带环形支架和相机环形支架分别固定在所述移动式测量支架上，所述高亮度LED照明带设置在所述照明带环形支架上，所述若干台高清相机均匀分别在所述相机环形支架上，各高清相机通过数据线与所述数据处理系统连接，所述相机镜头扭曲矫正板正对高清相机的视角并通过面内面外旋转的方式被高清相机拍摄，所述空间相机标定物位于所有高清相机的视角范围内，对测量系统进行初始化标定；

所述相机镜头扭曲矫正板为具有白色背景、黑色圆点的平板，所述黑色圆点的直径由2mm到6mm渐变，且10mm等间距排列；

所述高亮度LED照明带能根据使用环境更换色调；

所述空间相机标定物为具有白色背景、黑色方片的圆柱体，所述黑色方片的边长相同，且等间距排列，黑色方片上有连续的列序号。

2.根据权利要求1所述多相机拍摄的疲劳裂纹三维测量系统，其特征在于：所述移动式测量支架包括能够折叠收放的三脚架以及与该三脚架连接的能够调节高度的高强度铝合金管。

3.根据权利要求2所述多相机拍摄的疲劳裂纹三维测量系统，其特征在于：所述照明带环形支架通过螺栓抱箍与移动式测量支架的高强度铝合金管连接，所述照明带环形支架能够覆盖120°的照明范围。

4.根据权利要求2所述多相机拍摄的疲劳裂纹三维测量系统，其特征在于：所述相机环形支架通过螺栓抱箍与移动式测量支架的高强度铝合金管连接，所述相机环形支架能够覆盖120°的拍摄范围。

5.根据权利要求1所述多相机拍摄的疲劳裂纹三维测量系统，其特征在于：所述数据处理系统配置有基于数字图像相关的疲劳裂纹自动识别算法和疲劳寿命预测算法。

6.基于权利要求1所述多相机拍摄的疲劳裂纹三维测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)调整移动式测量支架和高清相机的角度，开启高亮度LED照明带；

(2)将相机镜头扭曲矫正板正对高清相机，每次调整矫正板的角度，高清相机拍摄保存一组对应的照片，并将照片通过数据线传送给数据处理系统，数据处理系统根据照片对高清相机的镜头进行自动矫正；

(3)将空间相机标定物放置在高清相机视角范围内，每两个高清相机至少有50％的共同视角覆盖，该覆盖百分比通过拍摄空间相机标定物上黑色方片的列序号确定；

(4)将被测物体表面使用酒精擦洗干净，先均匀喷涂白漆，然后点喷黑漆制作散斑图；

(5)启动测量系统，对被测物体持续进行检测，数据处理系统自动识别产生的疲劳裂纹并记录特征信息，所述特征信息包括疲劳裂纹周围应变峰值、谷值和疲劳裂纹深度；

(6)数据处理系统根据预加载信息和记录的特征信息通过疲劳寿命预测算法计算被测物体的剩余疲劳寿命，并根据实时记录的特征信息更新预测结果。

7.根据权利要求6所述测量方法，其特征在于，所述被测物体为试验室中正在疲劳加载的测试试件或者为工程现场正承受动荷载的构件。