CN111829876A - 一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备 - Google Patents

一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111829876A
CN111829876A CN202010613180.6A CN202010613180A CN111829876A CN 111829876 A CN111829876 A CN 111829876A CN 202010613180 A CN202010613180 A CN 202010613180A CN 111829876 A CN111829876 A CN 111829876A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel bar
deformed steel
elongation
camera
fracture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010613180.6A
Other languages
English (en)
Inventor
郜海明
娄渊桥
樊剑峰
邓保峰
师华
尚燕光
邓慕原
张佳
翟允
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angang Automation Software Co ltd
Original Assignee
Angang Automation Software Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Automation Software Co ltd filed Critical Angang Automation Software Co ltd
Priority to CN202010613180.6A priority Critical patent/CN111829876A/zh
Publication of CN111829876A publication Critical patent/CN111829876A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
    • G01N3/068—Special adaptations of indicating or recording means with optical indicating or recording means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0017—Tensile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0067—Fracture or rupture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors
    • G01N2203/0647—Image analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明属于螺纹钢断后延伸率测量技术领域，尤其是一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备，针对现有的螺纹钢断后延伸率测量工作量大、测量准确率低、操作复杂的问题，现提出如下方案，其包括拉力机、主机控制器和相机，所述拉力机和相机均与主机控制器连接，主机控制器上连接有显示屏，相机上设置有加长LED红光光源，包括以下流程步骤：S1：开始；S2：管理系统输入当前测量螺纹钢型号；S3：根据不同螺纹钢型号选择相应的初始标距长度；S4：接收拉力机控制器钢筋拉断信号；S5：触发相机拍摄一帧断后图片。本发明操作方便，降低了螺纹钢断后延伸率测量工作量，提高了测量准确率。

Description

一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备
技术领域
本发明涉及螺纹钢断后延伸率测量技术领域，尤其涉及一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备。
背景技术
在目前螺纹钢断后延伸率的检测，一般采用人工测量，存在人为误差，占用人力资源并且大量重复工作劳动强度大。而采用基于视觉的设备多采用在螺纹钢表面做标记，或采用特征模板匹配的方法，其弊端在于，对于不标准材料断裂位置不确定，根据国标计算断后延伸率所采用的距离信息需在断裂位置附近，做标记或提取特征模板时并不确定断裂位置，因此这种方法存在不准确因素。
现有的螺纹钢断后延伸率测量工作量大、测量准确率低、操作复杂。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的螺纹钢断后延伸率测量工作量大、测量准确率低、操作复杂的缺点，而提出的一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备，包括拉力机、主机控制器和相机，所述拉力机和相机均与主机控制器连接，主机控制器上连接有显示屏，相机上设置有加长LED红光光源。
优选的，包括以下流程步骤：
S1：开始；
S2：管理系统输入当前测量螺纹钢型号；
S3：根据不同螺纹钢型号选择相应的初始标距长度；
S4：接收拉力机控制器钢筋拉断信号；
S5：触发相机拍摄一帧断后图片；
S6：运行算法，提取螺纹钢表面肋的特征点，找到断裂位置；
S7：根据初始标距匹配需测量的肋的数量，并尽量使其平均分布于断裂位置两侧，测量距离，记为最终标距长度；
S8：调用断后延伸率计算公式，得到结果；
S9：结束。
优选的，所述S6中算法的运行包括以下步骤：
A1：开始
A2：根据控制器信号采集一帧图像将图像转为灰度图片，并对其进行滤波，消除噪声点，保存图像1；
A3：对图像进行形态学的闭运算，提取螺纹钢主干特征，再进行开运算，保存图像2；
A4：将图像1与图像2采用帧差法，提取螺纹钢表面肋的特征，以及断裂位置；
A5：对肋的特征绘制轮廓，并提取其中心点作为计算基准点；
A6：找到断裂位置中心点，以其为基准，测量最终标距长度；
A7：调用断后延伸率计算公式，得到结果；
A8：结束。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本方案通过非接触式测量自动测量，无需人工操作，减少人员和工作量；
（2）光源采用加长LED红光，使得打光均匀，特别是两端特征清晰；
（3）光源照射采用正面照射方式，基于螺纹钢反光及金属不透光的特性，且实验表明正照更有效反应螺纹钢特征；
（4）视觉算法采用提取螺纹钢表面肋为测量特征，可根据螺纹钢的断裂位置选择相应的测量距离，使得测量结果更准确。
（5）结构简单实用，只需定期清理相机镜头的灰尘，成本较低，精度较高，最大精度1mm，根据不同型号螺纹钢选择相应的初始标距长度，符合国标要求。
本发明操作方便，降低了螺纹钢断后延伸率测量工作量，提高了测量准确率。
附图说明
图1为本发明提出的一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备的工作流程图；
图2为本发明提出的一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备的算法流程图。
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。
实施例一
参照图1-2，一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备，包括拉力机、主机控制器和相机，拉力机和相机均与主机控制器连接，主机控制器上连接有显示屏，相机上设置有加长LED红光光源。
本实施例中，包括以下流程步骤：
S1：开始，将螺纹钢与拉力机连接；
S2：通过主机控制器上的管理系统输入当前测量螺纹钢型号，；
S3：根据不同螺纹钢型号选择相应的初始标距长度；
S4：接收拉力机控制器钢筋拉断信号，拉力机与主机控制器之间连接有控制器，拉力机工作通过控制器将信号发送给主机控制器；
S5：触发相机拍摄一帧断后图片，同时相机进行拍摄工作；
S6：主机控制器运行算法，提取螺纹钢表面肋的特征点，找到断裂位置；
S7：根据初始标距匹配需测量的肋的数量，并尽量使其平均分布于断裂位置两侧，测量距离，记为最终标距长度；
S8：调用断后延伸率计算公式，得到结果，通过显示屏可以进行显示；
S9：结束。
本实施例中，S6中算法的运行包括以下步骤：
A1：开始
A2：根据控制器信号采集一帧图像将图像转为灰度图片，并对其进行滤波，消除噪声点，保存图像1，保存的图像可以通过显示屏观察；
A3：对图像进行形态学的闭运算，提取螺纹钢主干特征，再进行开运算，保存图像2；
A4：将图像1与图像2采用帧差法，提取螺纹钢表面肋的特征，以及断裂位置；
A5：对肋的特征绘制轮廓，并提取其中心点作为计算基准点；
A6：找到断裂位置中心点，以其为基准，测量最终标距长度；
A7：调用断后延伸率计算公式，得到结果；
A8：结束。
本实施例中，现有实本设备采用了加长LED红光光源，基本覆盖整根钢筋表面，使打光均匀，采用单目摄像机，并使用张正友标定法进行标定，使得图像测量结果可以转换为真实长度，拉伸试验开始前采集一帧图片，用于测量夹钳外钢筋长度，并记录。螺纹钢拉断时刻采集一帧图片，该图片用于找到断裂位置，并以断裂位置为基准，提取螺纹钢表面肋的特征，上下找到测量点，计算断后距离，根据国标公式与标准距离做计算，得到断后延伸率验室测量技术为先对螺纹钢表面进行打标再进行拉力试验，以机器打点为基准，本发明采用以螺纹钢表面肋为基准，原理一致，符合现有测量技术及国标要求。采用加长LED红光作为光源，对钢筋使用正面照射方式，能够覆盖各种规格钢筋长度。计算螺纹钢断后延伸率需要找到断裂位置及其周围最终标距长度，均采用图像处理算法来提取特征。图像处理算法采用高斯滤波及形态学算法对其进行预处理，再与原图像作差提取钢筋肋的特征及断裂位置特征，绘制轮廓找到每个肋的中心点，根据断裂位置及钢筋型号的不同选取不同数量肋，测量其间距作为最终标距长度。根据断后延伸率计算公式得到结果，整个测量过程结束，不需要人工打标，大大降低了人员操作带来的风险
本实施例中，本设备采用了加长LED红光光源，基本覆盖整根钢筋表面，使打光均匀，采用单目摄像机，并使用张正友标定法进行标定，使得图像测量结果可以转换为真实长度。拉伸试验开始前采集一帧图片，用于测量夹钳外钢筋长度，并记录。螺纹钢拉断时刻采集一帧图片，该图片用于找到断裂位置，并以断裂位置为基准，提取螺纹钢表面肋的特征，上下找到测量点，计算断后距离，根据国标公式与标准距离做计算，得到断后延伸率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备，包括拉力机、主机控制器和相机，其特征在于，所述拉力机和相机均与主机控制器连接，主机控制器上连接有显示屏，相机上设置有加长LED红光光源。
2.根据权利要求1所述的一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备，其特征在于，包括以下流程步骤：
S1：开始；
S2：管理系统输入当前测量螺纹钢型号；
S3：根据不同螺纹钢型号选择相应的初始标距长度；
S4：接收拉力机控制器钢筋拉断信号；
S5：触发相机拍摄一帧断后图片；
S6：运行算法，提取螺纹钢表面肋的特征点，找到断裂位置；
S7：根据初始标距匹配需测量的肋的数量，并尽量使其平均分布于断裂位置两侧，测量距离，记为最终标距长度；
S8：调用断后延伸率计算公式，得到结果；
S9：结束。
3.根据权利要求1所述的一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备，其特征在于，所述S6中算法的运行包括以下步骤：
A1：开始
A2：根据控制器信号采集一帧图像将图像转为灰度图片，并对其进行滤波，消除噪声点，保存图像1；
A3：对图像进行形态学的闭运算，提取螺纹钢主干特征，再进行开运算，保存图像2；
A4：将图像1与图像2采用帧差法，提取螺纹钢表面肋的特征，以及断裂位置；
A5：对肋的特征绘制轮廓，并提取其中心点作为计算基准点；
A6：找到断裂位置中心点，以其为基准，测量最终标距长度；
A7：调用断后延伸率计算公式，得到结果；
A8：结束。
CN202010613180.6A 2020-06-30 2020-06-30 一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备 Pending CN111829876A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010613180.6A CN111829876A (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010613180.6A CN111829876A (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111829876A true CN111829876A (zh) 2020-10-27

Family

ID=72899624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010613180.6A Pending CN111829876A (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111829876A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116202890A (zh) * 2023-05-05 2023-06-02 山东路达试验仪器有限公司 一种基于机器视觉的钢筋延伸率智能测量系统及方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10221027A (ja) * 1997-02-03 1998-08-21 Shimadzu Corp ビデオ式非接触伸び計
JPH10318741A (ja) * 1997-05-16 1998-12-04 Kobe Steel Ltd ワイヤーロープの伸び測定方法及び伸び測定装置
JP2000146536A (ja) * 1998-11-05 2000-05-26 Nippon Steel Corp 引張り試験の伸び計測方法
JP3119564U (ja) * 2005-12-13 2006-03-02 株式会社島津製作所 材料試験機
US20070151359A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Accellent, Inc. Method for measuring and calculating tensile elongation of ductile metals
CN103471910A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 东华大学 一种基于随机点跟踪的金属材料断裂伸长率智能测试方法
CN105510124A (zh) * 2016-01-12 2016-04-20 济南大学 一种试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统及其方法
CN108931423A (zh) * 2018-05-23 2018-12-04 中国原子能科学研究院 一种测量拉伸试样断后延伸率和断面收缩率的方法
CN109470165A (zh) * 2018-12-07 2019-03-15 广州大学 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
CN109708585A (zh) * 2018-12-07 2019-05-03 广州大学 一种基于视觉跟踪的无标记引伸计动态测量及系统
CN110346210A (zh) * 2019-06-26 2019-10-18 广东建准检测技术有限公司 一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统及方法
CN110793857A (zh) * 2019-11-19 2020-02-14 嘉兴同禾传感技术有限公司 钢筋拉伸试验引伸量测量装置及其使用方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10221027A (ja) * 1997-02-03 1998-08-21 Shimadzu Corp ビデオ式非接触伸び計
JPH10318741A (ja) * 1997-05-16 1998-12-04 Kobe Steel Ltd ワイヤーロープの伸び測定方法及び伸び測定装置
JP2000146536A (ja) * 1998-11-05 2000-05-26 Nippon Steel Corp 引張り試験の伸び計測方法
JP3119564U (ja) * 2005-12-13 2006-03-02 株式会社島津製作所 材料試験機
US20070151359A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Accellent, Inc. Method for measuring and calculating tensile elongation of ductile metals
CN103471910A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 东华大学 一种基于随机点跟踪的金属材料断裂伸长率智能测试方法
CN105510124A (zh) * 2016-01-12 2016-04-20 济南大学 一种试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统及其方法
CN108931423A (zh) * 2018-05-23 2018-12-04 中国原子能科学研究院 一种测量拉伸试样断后延伸率和断面收缩率的方法
CN109470165A (zh) * 2018-12-07 2019-03-15 广州大学 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
CN109708585A (zh) * 2018-12-07 2019-05-03 广州大学 一种基于视觉跟踪的无标记引伸计动态测量及系统
CN110346210A (zh) * 2019-06-26 2019-10-18 广东建准检测技术有限公司 一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统及方法
CN110793857A (zh) * 2019-11-19 2020-02-14 嘉兴同禾传感技术有限公司 钢筋拉伸试验引伸量测量装置及其使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘宁等: "基于图像的钢筋延伸率的测量方法", 《青岛大学学报(自然科学版)》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116202890A (zh) * 2023-05-05 2023-06-02 山东路达试验仪器有限公司 一种基于机器视觉的钢筋延伸率智能测量系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110119680B (zh) 一种基于图像识别的电气柜接线自动查错系统
CN111795894B (zh) 非接触式高分子塑料材料单轴拉伸大变形测量方法与系统
CN106529559A (zh) 一种指针式圆形多仪表盘实时读数识别方法
CN201218723Y (zh) 光电非接触式图像检测装置
CN112149512A (zh) 一种基于两阶段深度学习的安全帽佩戴识别方法
CN109724868A (zh) 一种基于机器视觉的自动化拉伸试验系统
CN114894642B (zh) 一种基于深度学习的疲劳裂纹扩展速率测试方法及装置
CN113688817A (zh) 一种自动巡检的仪表识别方法及识别系统
WO2016037536A1 (zh) 精液液化能力量化测试方法
CN101782527A (zh) 全自动断口图像分析仪
CN104777172A (zh) 一种光学镜头次品快速智能检测装置及方法
CN116128881B (zh) 一种用于缺陷产品同步标记的镜片检测系统及方法
CN111829876A (zh) 一种应用于螺纹钢断后延伸率测量的视觉设备
CN113188633A (zh) 一种基于机器视觉的液面检测和测量方法
CN115078382A (zh) 基于视频图像的桥梁裂缝监测系统
CN113390357B (zh) 一种基于双目多线结构光的铆钉齐平度测量方法
JP5775646B1 (ja) 指示針式メータ用画像解析装置、指示針式メータ用画像解析方法及びプログラム
CN106248634A (zh) 果实外表皮光泽度测量装置及方法
CN116612176A (zh) 一种轧制棒线材剪切废料尺寸的测量方法和装置
CN109444150A (zh) 非接触式裂纹测量方法及其装置
CN203824920U (zh) 一种简易面料识别仪
CN115900578A (zh) 一种基于压力容器设计的三维模型可视化系统
CN210719032U (zh) 位移测试系统
CN115035071A (zh) 一种pad导光板黑点缺陷的视觉检测方法
CN211452221U (zh) 一种通用零件尺寸测试仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20201027

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication