CN109579720B - 一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法 - Google Patents

一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法，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；点击设置需要追踪的区域，生成多根与X轴平行的线段；启动拉力器，不断拉伸实验材料以使所述实验材料不断变形直至实验材料的横向距离不断变小而断裂，并在拉伸过程中不断采集图像；每一次更新图像，将预先点击需要追踪的标记剪切出，并对其进行阈值处理；结合拉力器的拉力数据以及两条边缘线的平均距离或者最短距离，绘制成拉伸曲线。

Description

一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法
技术领域
本发明涉及机器视觉测量领域，尤其涉及一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法。
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，无法测量实验样本的边缘距离的变化，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
本发明提供了一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法，以解决传统的引伸计无法测量实验样本的边缘距离变化的技术问题，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边缘距离测量的引伸计动态测量方法，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；
点击设置需要追踪的区域，生成多根与X轴平行的线段；
启动拉力器，不断拉伸实验材料以使所述实验材料不断变形直至实验材料的横向距离不断变小而断裂，并在拉伸过程中不断采集图像；
每一次更新图像，将预先点击需要追踪的标记剪切出，并对其进行阈值处理；
结合拉力器的拉力数据以及两条边缘线的平均距离或者最短距离，绘制成拉伸曲线。
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，所述多根与X轴平行的线段的线段两端在实验材料的边缘上，以使追踪区域形成封闭区域，便于区域追踪。
作为优选方案，所述每一次更新图像，将预先点击需要追踪的标记剪切出，并对其进行阈值处理，具体包括：
将图像进行二值化处理，以使彩色的图片转换成黑白的图像；
对进行二值化处理后的图像进行边缘提取；
对进行边缘提取处理后的图像，设置多根与X轴平行的线段并与边缘线相交，计算每一根线段的距离、两条边缘线间的平均距离以及最短距离，并在图片上实时显示。
作为优选方案，所述对图像边缘提取，包括将像素的灰度值跨越大于某一值的部分提取出来。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
解决了传统的引伸计无法测量实验样本的边缘距离变化的技术问题，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。
附图说明
图1：为本发明实施例中的方法步骤流程示意图；
图2：为本发明实施例中的绘制追踪区域示意图；
图3：为本发明实施例中的拉伸过程线段距离随材料而变化的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，本发明优选实施例提供了一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法，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；
点击设置需要追踪的区域，生成多根与X轴平行的线段；
启动拉力器，不断拉伸实验材料以使所述实验材料不断变形直至实验材料的横向距离不断变小而断裂，并在拉伸过程中不断采集图像；
每一次更新图像，将预先点击需要追踪的标记剪切出，并对其进行阈值处理；
结合拉力器的拉力数据以及两条边缘线的平均距离或者最短距离，绘制成拉伸曲线。
在本实施例中，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。
在本实施例中，所述LED光源为红色LED光源。
在本实施例中，所述多根与X轴平行的线段的线段两端在实验材料的边缘上，以使追踪区域形成封闭区域，便于区域追踪。
在本实施例中，所述每一次更新图像，将预先点击需要追踪的标记剪切出，并对其进行阈值处理，具体包括：
将图像进行二值化处理，以使彩色的图片转换成黑白的图像；
对进行二值化处理后的图像进行边缘提取；
对进行边缘提取处理后的图像，设置多根与X轴平行的线段并与边缘线相交，计算每一根线段的距离、两条边缘线间的平均距离以及最短距离，并在图片上实时显示。
在本实施例中，所述对图像边缘提取，包括将像素的灰度值跨越大于某一值的部分提取出来。
下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
步骤1：将材料固定在实验上，以螺纹钢为例，如图2所示
步骤2：图像采集系统的硬件部分主要由红的LED光源以及Basler工业相机构成，软件部分是与Basler工业相机配套的采集器；
步骤3：调节LED光源的亮度，相机的焦距以及曝光时间，使得图像采集系统能够采集到质量更高的图片；
步骤4：对经步骤3采集后的图像用标定板标定。由于相机镜头本身存在畸变，所以拍摄出来照片或多或少会产生畸变，这种畸变会严重影响引伸计的精度，而标定过后能够消除畸变同时可以换算图片单个像素对应的实际距离。
步骤5：绘制需要跟踪的区域，操作如图2所示，绘制一个矩形框之后，系统将自动生成多根与X轴平行的线段，线段的两端将与材料两边的边缘重合；
步骤6：拉力器启动，拉伸实验开始，实验材料受力开始逐渐变形，实验越到后期，材料的横向距离将不断变小直至断裂，此过程中，图像采集系统不断采集图片；
步骤7：步骤6中每一次更新图片，系统自动将预先点击需要跟踪的标记剪切出来，并对其进行阈值处理，具体操作如下：
7-1：将图片进行二值化，将彩色的图片转换成黑白的图片(黑白图片中每个像素的灰度值范围为[0,255],0代表黑色，255代表白色；
7-2：进行边缘提取，边缘提取的原理既是将像素的灰度值跨越大于某一值的部分提取出来。以本发明为例，由图2可知材料偏黑色，背景偏白的。从白色的背景(其灰度值约为0)过渡到偏黑色的材料上(灰度值约为200)，其灰度值的跨越度是非常的，因此可将这个临界点(即材料的边缘提取出来)
7-3:材料两边的边缘线提取出来之后，系统自动生成多根与X轴平行的直线并与边缘线相交(线的数量可以自行设定)，由此便可以计算每一根直线的距离，两条边缘线间的平均距离以及最短距离，并在图片上实时显示。
步骤8：重读步骤7直至实验结束，系统停止采图。将拉力器的拉力数据以及两条边缘线的平均距离或者最短距离，绘制成拉伸曲线。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种边缘距离测量的引伸计动态测量方法，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；
点击设置需要追踪的区域，生成多根与X轴平行的线段；
启动拉力器，不断拉伸实验材料以使所述实验材料不断变形直至实验材料的横向距离不断变小而断裂，并在拉伸过程中不断采集图像；
每一次更新图像，将预先点击需要追踪的标记剪切出，并对其进行阈值处理；
结合拉力器的拉力数据以及两条边缘线的平均距离或者最短距离，绘制成拉伸曲线；
所述多根与X轴平行的线段的线段两端在实验材料的边缘上，以使追踪区域形成封闭区域，便于区域追踪；
所述每一次更新图像，将预先点击需要追踪的标记剪切出，并对其进行阈值处理，具体包括：
将图像进行二值化处理，以使彩色的图片转换成黑白的图像；
对进行二值化处理后的图像进行边缘提取；
对进行边缘提取处理后的图像，设置多根与X轴平行的线段并与边缘线相交，计算每一根线段的距离、两条边缘线间的平均距离以及最短距离，并在图片上实时显示。
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，所述对进行二值化处理后的图像进行边缘提取，包括将像素的灰度值跨越大于某一值的部分提取出来。
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Application publication date: 20190405

Assignee: HUAYUAN ELECTRIC Co.,Ltd.

Assignor: Guangzhou University

Contract record no.: X2022980026281

Denomination of invention: A Dynamic Measuring Method of Extensometer for Edge Distance Measurement

Granted publication date: 20210924

License type: Common License

Record date: 20221213

Application publication date: 20190405

Assignee: Shenzhen yingyuanfeng Electromechanical Technology Co.,Ltd.

Assignor: Guangzhou University

Contract record no.: X2022980026277

Denomination of invention: A Dynamic Measuring Method of Extensometer for Edge Distance Measurement

Granted publication date: 20210924

License type: Common License

Record date: 20221213

Application publication date: 20190405

Assignee: SHENZHEN HUAHUI DATA SERVICE Co.,Ltd.

Assignor: Guangzhou University

Contract record no.: X2022980026300

Denomination of invention: A Dynamic Measuring Method of Extensometer for Edge Distance Measurement

Granted publication date: 20210924

License type: Common License

Record date: 20221213

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Application publication date: 20190405

Assignee: Guangzhou Xingzhijie Automotive Service Co.,Ltd.

Assignor: Guangzhou University

Contract record no.: X2023980047558

Denomination of invention: A dynamic measurement method for edge distance measurement using an extensometer

Granted publication date: 20210924

License type: Common License

Record date: 20231120

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