CN113012078B - 高温测试图像热流扰动校正装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种高温测试图像热流扰动校正装置及方法。该装置包括：加热组件，用于对试件加热；发光组件，包括激光发射器、网格扩束镜及补偿光源；图像采集组件，用于采集试件在室温状态下的第一图像和被加热状态下的第二图像；以及处理组件，与图像采集组件相连，用于处理图像，以校正获取试件表面变形场时，因热流扰动产生的误差。本公开实施例通过校正试件表面变形场的热流扰动误差，可以提高试件表面变形场的计算精度。
Description
技术领域
本公开涉及工程材料测试领域，尤其涉及一种高温测试图像热流扰动校正装置及方法。
背景技术
在航天航空等领域,许多关键结构部件在工作状态下需面临高温环境的考验，如：飞行器在大气中高速飞行时，飞行器头锥、翼缘等的表面可达到极高温度。发展有效评估高温结构材料的力、热性能试验手段对飞行器的结构设计、热防护材料设计有着不可或缺的作用。在高温材料试验过程中，试件表面变形场是重要的力、热性能试验指标。获得变形场的试验方法有很多，由于数字图像相关法有着测量范围全面、无需接触待测试件、对测量环境要求低等优势，这一方法被广泛用于变形场测量。
然而，在试验过程中，因环境温度分布不均，导致测试环境中经常性地发生热气流扰动；进而引起空气折射率的变化，导致采集的实验图像不能真实反映试件表面信息，大大降低变形场的计算精度。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种高温测试图像热流扰动校正的技术方案。
根据本公开的一方面，提供了一种高温测试图像热流扰动校正装置，该装置包括：
加热组件，用于对试件加热；
发光组件，包括激光发射器、网格扩束镜及补偿光源，所述激光发射器的前端连接所述网格扩束镜，用于将激光网格照射到所述试件的表面；所述补偿光源用于照射所述试件的表面；
图像采集组件，用于采集所述试件在室温状态下的第一图像，以及采集所述试件在被加热状态下的第二图像；
处理组件，连接到所述图像采集组件，用于：
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件在被加热状态下的第一变形场；
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息；
根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息；
根据所述第一位移信息及所述第二位移信息，对所述第一变形场进行校正，得到校正后的第二变形场。
在一种可能的实现方式中，处理组件根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，包括：
在所述第一图像及所述第二图像中，将处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点，并将处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点；
根据所述第一像素点在所述第一图像及所述第二图像中的纵坐标位置，确定所述第一像素点的第一纵向位移，所述第一像素点的第一位移信息包括所述第一纵向位移；
根据所述第二像素点在所述第一图像及所述第二图像中的横坐标位置，确定所述第二像素点的第一横向位移，所述第二像素点的第一位移信息包括所述第一横向位移。
在一种可能的实现方式中，处理组件根据第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息，包括：
针对激光网格线外的任一第三像素点，根据所述第三像素点所在的局部网格，确定出在所述局部网格的网格线的相邻两行上、与所述第三像素点横坐标相同的两个第一像素点，以及在所述局部网格的网格线的相邻两列上、与所述第三像素点纵坐标相同的两个第二像素点；
根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移；
根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移；
其中，所述第三像素点的第二位移信息包括所述第二纵向位移和所述第二横向位移。
在一种可能的实现方式中，根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移，包括：
根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述局部网格的网格线的相邻两行之间的局部纵向影响系数；
根据所述第三像素点与所述两个第一像素点之间的纵向距离以及所述局部纵向影响系数，确定所述第三像素点的第二纵向位移。
在一种可能的实现方式中，根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移，包括：
根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述局部网格的网格线的相邻两列之间的局部横向影响系数；
根据所述第三像素点与所述两个第二像素点之间的横向距离以及所述局部横向影响系数，确定所述第三像素点的第二横向位移。
在一种可能的实现方式中，所述处理组件根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，包括：
提取所述第二图像的绿光通道的图像信息；
将所述图像信息中的激光网格线划分成多条线段，每条线段内至少包括一个拐点；
根据线段的端点以及线段上的拐点，分别对各条线段进行曲线拟合，得到多条拟合线段；
根据所述多条拟合线段，确定拟合后的激光网格；
根据所述第一图像中的激光网格以及所述第二图像中拟合后的激光网格，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息。
在一种可能的实现方式中，激光发射器用于发射绿色激光，补偿光源用于发射蓝光，图像采集组件前端加装有蓝光滤波片。
根据本公开的另一方面，提供了一种高温测试图像热流扰动校正方法，包括：
在所述试件被加热的状态下，使用带有网格扩束镜的激光发射器将激光网格照射在所述试件的表面，并且使用补偿光源将补偿光照射到所述试件表面；
采集所述试件在室温状态下的第一图像，以及采集所述试件在被加热状态下的第二图像；
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件在被加热状态下的第一变形场；
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息；
根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息；
根据所述第一位移信息及所述第二位移信息，对所述第一变形场进行校正，得到校正后的第二变形场。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，包括：
在所述第一图像及所述第二图像中，将处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点，并将处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点；
根据所述第一像素点在所述第一图像及所述第二图像中的纵坐标位置，确定所述第一像素点的第一纵向位移，所述第一像素点的第一位移信息包括所述第一纵向位移；
根据所述第二像素点在所述第一图像及所述第二图像中的横坐标位置，确定所述第二像素点的第一横向位移，所述第二像素点的第一位移信息包括所述第一横向位移。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息，包括：
针对激光网格线外的任一第三像素点，根据所述第三像素点所在的局部网格，确定出在所述局部网格的网格线的相邻两行上、与所述第三像素点横坐标相同的两个第一像素点，以及在所述局部网格的网格线的相邻两列上、与所述第三像素点纵坐标相同的两个第二像素点；
根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移；
根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移；
其中，所述第三像素点的第二位移信息包括所述第二纵向位移和所述第二横向位移。
根据本公开实施例的各方面的能够在获得加热状态下试件表面第一变形场的同时，也获得第一位移信息和第二位移信息。使用第一位移信息和第二位移信息可以对第一变形场进行校正，获得精度更高的第二变形场，提高试件表面变形场的计算精度。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出根据本公开实施例的一种高温测试图像热流扰动校正装置的结构示意图。
图2示出根据本公开实施例的激光网格线的示意图。
图3示出根据本公开实施例的激光网格线的局部示意图。
图4示出根据本公开实施例的一种高温测试图像热流扰动校正方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
在航空航天、燃气轮机等领域，许多关键结构部件在工况下面临高温复杂环境的考验，这对材料性能的考核技术提出了极大挑战。高温环境本身会对接触式测量器件、线路等造成巨大影响。
随着非接触式测量技术的发展，这一问题得到了很好的解决，例如使用数字图像相关法(Digital Image Correlation DIC)对高温状态下材料的力学性能、热性能参数进行获取，使得工程材料领域的研究得以进展。但是，由于高温条件下，在试件所处环境中会形成热流扰动，使得通过数字相关法获得的试件表面变形场带有误差。
因此，本公开实施例提出了一种高温测试图像热流扰动校正装置，能够确定由于热流扰动形成的影响场，进而对试件表面的变形场进行校正，可以消除热流扰动对变形场计算的影响，提高变形场的计算精度，并且具有广泛的适用性。
图1示出根据本公开实施例的一种高温测试图像热流扰动校正装置的结构示意图。如图1所示，所述装置包括加热组件110，图发光组件120和120’，图像采集组件130，处理组件140。其中，
加热组件110，用于对试件加热；
发光组件120和120’，包括激光发射器、网格扩束镜及补偿光源，所述激光发射器的前端连接所述网格扩束镜，用于将激光网格照射到所述试件的表面；所述补偿光源用于照射所述试件的表面；
图像采集组件130，用于采集所述试件在室温状态下的第一图像，以及采集所述试件在被加热状态下的第二图像；
处理组件140，连接到所述图像采集组件，用于：
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件在被加热状态下的第一变形场；
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息；
根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息；
根据所述第一位移信息及所述第二位移信息，对所述第一变形场进行校正，得到校正后的第二变形场。
在一种可能的实现方式中，加热组件110，可以包括：试验机、热考核仓、高温喷枪等。
在一种可能的实现方式中，图像采集组件130，可以包括彩色图像采集设备，例如：CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)相机。
在一种可能的实现方式中，处理组件140可以包括工作站、计算机等，本公开实施例对此不进行限定。
在一种可能的实现方式中，所述激光发射器用于发射绿色激光，所述补偿光源用于发射蓝光，所述图像采集组件前端加装有蓝光滤波片。
通过使用不同颜色的激光与补偿光源，可以在采集的图像上清晰显示出：试件表面的变形信息、经过热流扰动影响后的激光线呈现出的变形信息；这里的试件表面的变形信息为试件表面的变形场；所谓激光线呈现出的变形信息，可以为：受热流扰动影响，在图像上产生的试件表面变形场的误差，即影响场。该变形场和影响场均为试件表面某一点产生的位移。由于激光与补偿光源的颜色不同，在提取试件表面变形场和影响场的过程中，这两种信息不会互相干扰；因此，在图像上可以分别获得较高精度的变形场和影响场。
示例性地，通过图1所示的装置说明校正试件表面变形场的过程。
激光发射器121发出绿色激光，通过网格扩束镜122形成激光网格，并通过观察窗112将该绿色激光网格照射在热考核舱111内的试件113表面上，该试件113放置于试件夹持装置(未示出)上面。补偿光源123发出蓝光，并且蓝光透过观察窗112照射到试件113表面上，以补偿高温考核仓中的环境光。
在热考核仓111未开始加温的状态下，图像采集设备131，开始采集试件113表面的第一图像。第一图像中将显示出在试件113表面的未被热流扰动影响的激光网格线；第一图像中的试件113表面也未发生变形。
在热考核仓111加热的情况下，由于热考核仓111中处于高温或超高温的状态，试件113表面开始发生变形，热考核仓111环境中的热气也产生热流扰动。在该情况下，控制彩色图像采集设备131采集试件表面的第二图像，第二图像中包含试件113表面的变形场和影响场；而且，第二图像中的激光网格线也受到热流扰动的影响，所显示的激光网格线带有影响场。
图像采集设备131可将所采集的第一图像和第二图像分别发送到处理组件140。
处理组件140可以提取第一图像和第二图像的蓝光通道信息，由于补偿光源为波长较短的蓝光，而且图像采集装置131加装了蓝光滤波片132，有效的降低了热辐射对图像的影响，避免过度曝光造成的图像信息不准确，进而提高了获得变形场的精度。由于激光颜色与补偿光源颜色不同，蓝光通道信息包括试件表面的变形场和影响场，未带有激光线的信息。使用数字图像相关法对第一图像和第二图像的蓝光通道信息进行处理，获得试件表面的第一变形场。
然后，提取第一图像和第二图像中绿光通道信息，由于在采集图像时采用了绿色激光照射试件表面，所以，第一图像的绿光通道信息包括：激光网格线的位置；第二图像的绿光通道信息包括：带有因热扰动导致的影响场的激光网格线的位置，该带有影响场的激光网格线上包含各像素点的第一位移信息。这里使用第一位移信息表示因热流扰动导致激光网格线上的像素点产生的位移。显然，可以通过第一图像和第二图像的绿光通道信息，获得网格线上各个像素点的第一位移信息。通过激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，可以获得激光网格线之外的各个像素点的第二位移信息，具体实现过程在下文详细介绍。需要说明的是，这里的使用第二位移信息表示因热流扰动导致激光网格线以外的像素点产生的位移。
第一位移信息和第二位移信息构成了第二图像中试件表面的影响场，所以，使用第二图像中各像素点的位移减去影响场中与所述各点对应的位移，便可以获得各像素点因高温变形产生的位移，即第二变形场。
通过这种方法，在获得加热状态下试件表面第一变形场的同时，也获得第一位移信息和第二位移信息。使用第一位移信息和第二位移信息可以对第一变形场进行校正，获得精度更高的第二变形场，可以提高试件表面变形场的计算精度。
在一种可能的实现方式中，所述处理组件根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息的步骤，包括：提取所述第二图像的绿光通道的图像信息；将所述图像信息中的激光网格线划分成多条线段，每条线段内至少包括一个拐点；根据线段的端点以及线段上的拐点，分别对各条线段进行曲线拟合，得到多条拟合线段；根据所述多条拟合线段，确定拟合后的激光网格；根据所述第一图像中的激光网格以及所述第二图像中拟合后的激光网格，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息。
采集图像的过程中，由于受传感器材料属性、工作环境、电子元器件和电路结构等影响，在图像中会产生噪声，如电阻引起的热噪声、场效应管的沟道热噪声、光子噪声、暗电流噪声、光响应非均匀性噪声等。而在本公开实施例中的试验中，高温环境下热流扰动会产生奇异性较强的噪声，使图像中网格线产生畸变。所以，在获取激光网格线上的各个像素点的第一位移信息之前，可以对第二图像中的网格进行优化，以消除网格线上的畸变。可以将第二图像中的激光网格划分为不定长度的多条线段，每条线段中至少包括一个拐点。使用某条线段上的拐点以及该线段的端点，来进行曲线拟合。拐点的个数应与曲线拟合所采用的函数次数有关，本公开实施例不对拐点个数和曲线拟合的函数次数做限定。
图2示出根据本公开实施例的激光网格线的示意图。示例性地，根据图2，以三次函数作为曲线拟合函数，并且划分的线段中包含两个拐点为例，说明对网格进行优化的过程。
在图中可以看出，在室温下激光网格(图2的(a))与加热状态下受到热扰动影响的激光网格(图2的(b))。以其中以一行网格线为例，如图2的(c)所示，将网格线划分为多条线段；使用三次函数y＝ax3+bx2+cx+d实现对线段的拟合。选取某一条线段，将线段上的两个拐点和两个端点坐标带入该三次函数，可以获得a，b，c，d四个系数的值，进而可以获得该条曲线上每一点的坐标，实现对该条曲线的拟合。同样地，可以完成其他线段的拟合，以获得拟合优化后的激光网格。这一过程可以减少第二图像中发生在激光网格线上的奇异性较强的畸变，提高图像上变形场的精度。
在得到拟合优化后的激光网格后，可根据第一图像中的激光网格以及该拟合优化后的激光网格，确定试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息
在一种可能的实现方式中，所述处理组件根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息的步骤，包括：
在所述第一图像及所述第二图像中，将处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点，并将处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点；
根据所述第一像素点在所述第一图像及所述第二图像中的纵坐标位置，确定所述第一像素点的第一纵向位移，所述第一像素点的第一位移信息包括所述第一纵向位移；
根据所述第二像素点在所述第一图像及所述第二图像中的横坐标位置，确定所述第二像素点的第一横向位移，所述第二像素点的第一位移信息包括所述第一横向位移。
举例来说，可提取第一图像和第二图像的绿通道信息，将第一图像的激光网格线的行上的点定义为第一像素点，对于任一个第一像素点，在第二图像上查找到处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点。类似地，将第一图像的激光网格线的列上的点定义为第二像素点，对于任一个第二像素点，在第二图像上查找到处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点。
在一种可能的实现方式中，对于任一个第一像素点，根据该第一像素点在第一图像上的位置的纵坐标和其在第二图像上的位置的纵坐标，就可以获得该第一像素点的第一纵向位移。第一纵向位移表示激光网格线的行上的像素点因热流扰动形成的在纵向方向上的位移。第一像素点的第一位移信息包括第一纵向位移。
类似地，对于任一个第二像素点，根据第二像素点在第一图像上的位置的横坐标和其在第二图像上的位置的横坐标，就可以获得该第二像素点的第一横向位移。第一横向位移表示激光网格线的列上的像素点因热流扰动形成的在横向方向上的位移。第二像素点的第一位移信息包括第一横向位移。
由于图像绿色通道信息未包含试件表面高温变形的信息，所以，可以提高激光网格线上各像素点的第一位移信息的计算精度，进而提高第二图像上激光网格线上影响场的计算精度。
在一种可能的实现方式中，所述处理组件根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息，包括：
针对激光网格线外的任一第三像素点，根据所述第三像素点所在的局部网格，确定出在所述局部网格的网格线的相邻两行上、与所述第三像素点横坐标相同的两个第一像素点，以及在所述局部网格的网格线的相邻两列上、与所述第三像素点纵坐标相同的两个第二像素点；
根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移；
根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移，其中，所述第三像素点的第二位移信息包括所述第二纵向位移和所述第二横向位移。
举例来说，可提取第一图像和第二图像的绿通道信息，将激光网格线之外的点，定义为第三像素点。对于任一个第三像素点，该第三像素点所在的局部网格是整个激光网格中的一个单一网格，这个单一网格与所有网格一样具有上下两行网格线和左右两列网格线。在这个单一网格的上下两行网格线上可以分别找到一个与第三像素点横坐标相同的第一像素点；从第一图像和第二图像上可以获得这两个第一像素点的第一纵向位移。类似地，可以在这个单一网格的左右两列网格线上分别找到一个与第三像素点纵坐标相同的第二像素点；从第一图像和第二图像上可以获得这两个第二像素点的第一横向位移。
由于相邻区域的热流扰动强度相近，相邻区域内像素点因热流扰动产生的位移呈现一定增加或减少的趋势，所以可以通过插值方法获的局部网格内的第三像素点的第二位移信息。
也即，可以通过前述上下两行激光线上的两个第一像素点的第一纵向位移，获得第三像素点的第二纵向位移，这里的第二纵向位移为激光网格线外的像素点在纵向方向上的位移。同样地，可以通过前述左右两列激光线上的两个第二像素点的第一横向位移，获得第三像素点的第二横向位移，这里的第二横向位移为激光网格线外的像素点在横向方向上的位移。因此，获得了第三像素点的第二位移信息。
图3示出根据本公开实施例的激光网格线的局部示意图。如图3所示，(a)展示了第一图像的相邻两行网格线上的第一像素点，(b)展示了第一图像的相邻两列网格线上的第二像素点，以及第三像素点与第一像素点、第二像素点的关系。
由图3(a)可以看出，在第i行激光网格线上选择一点P1(m1，n1)；在第i+1行上，找到与P1横坐标相同的第一像素点P2(m1，n1+k1)，其中k1为第i与第i+1行的间距；通过比较第一图像和第二图像，获得点P1的第一纵向位移s11、点P2的第一纵向位移点s12。这里通过线性插值方法获得在第i行与第i+1行之间且横坐标与点P1、点P2相同的点P3(m1，n1+l1)的第二纵向位移s13，其中l1表示点P3距离点P1的距离。
通过公式(1)、(2)获得点P3的第二纵向位移s13
通过上述方法，可以获得激光网格线以外的各点的第二纵向位移。
利用与获得P3点纵向位移s13相同的原理，在图3(b)中，选择第j行激光网格线上一点Q1(m2，n2)；在第j+1列上，找到与Q1纵坐标相同的第二像素点Q2(m2+k2，n2)，其中k2为第j列与第j+1列的间距；通过比较第一图像和第二图像，获得点Q1的第一横向位移s21、点Q2的第一横向位移s22。通过线性插值方法，可以获得在第j列与第j+1列之间且纵坐标与点Q1、点Q2相同的点Q3(m2+l2，n2)的第二横向位移s23，其中l2表示点Q3距离点Q1的距离。
通过公式(3)、(4)可以获得点Q3的第二横向位移s23
其中，在P3与Q3为同一个第三像素点的情况下，可以有m2＝m1+l2；n2＝n1+l1。通过公式(1)-(4)，可得到任一个第三像素点的第二纵向位移和第二横向位移，作为该第三像素点的第二位移信息。
通过这种方式，可以获得在第二图像上，激光线以外各像素点受热流扰动影响而产生的第二位移信息，便于在计算试件表面位移场时，校正位移场，提高位移场的计算精度。
在一种可能的实现方式中，根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移，包括：根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定激光网格线的相邻两行之间的局部纵向影响系数；根据所述第三像素点与所述两个第一像素点之间的纵向距离以及所述局部纵向影响系数，确定所述第三像素点的第二纵向位移。
以在第i行激光网格线和在第i+1行激光网格线之间的一点P3(m1，n1+l1)为例，根据公式(2)可以获得局部纵向影响系数A，详见公式(5)
所谓局部纵向影响系数，可以是对局部激光网格内各点产生纵向方向位移影响的系数。
然后可以利用局部纵向影响系数A计算点P3第二纵向位移s13，详见公式(6)；
s13＝s11+A×l1 (6)
通过利用局部纵向影响系数计算影响场，简化计算步骤，减少计算量，提高计算速度。
在一种可能的实现方式中，根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移，包括：根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定激光网格线的相邻两列之间的局部横向影响系数；根据所述第三像素点与所述两个第二像素点之间的横向距离以及所述局部横向影响系数，确定所述第三像素点的第二横向位移。
以在第j行激光网格线和在第j+1行激光网格线之间的一点Q3(m2+l2，n2)为例，根据公式(4)可以获得局部横向影响系数B，详见公式(7)
所谓局部横向影响系数，可以是对局部激光网格内各点产生横向方向位移影响的系数。
可以利用局部横向影响系数B计算Q3第二横向位移s23进行计算，详见公式(8)。
s23＝s21+B×l2 (8)
通过利用局部横向影响系数计算影响场，简化计算步骤，减少计算量，提高计算速度。
图4示出根据本公开实施例的一种高温测试图像热流扰动校正方法的流程图。如图4所示，所述方法包括：
S401，在所述试件被加热的状态下，使用带有网格扩束镜的激光发射器将激光网格照射在所述试件的表面，并且使用补偿光源将补偿光照射到所述试件表面；
S402，采集所述试件在室温状态下的第一图像，以及采集所述试件在被加热状态下的第二图像；
S403，根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件在被加热状态下的第一变形场；
S404，根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息；
S405，根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息；
S406，根据所述第一位移信息及所述第二位移信息，对所述第一变形场进行校正，得到校正后的第二变形场。
在一种可能的实现方式中，第一图像包括未加热状态下，试件表面的至少一幅图像；第二图像包括加热状态下，试件表面的至少一幅图像。
在一种可能的实现方式中，第一图像至少包含绿光通道信息；第二图像至少包含绿光通道信息和蓝光通道信息。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息的步骤，包括：在所述第一图像及所述第二图像中，将处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点，并将处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点；根据所述第一像素点在所述第一图像及所述第二图像中的纵坐标位置，确定所述第一像素点的第一纵向位移，所述第一像素点的第一位移信息包括所述第一纵向位移；根据所述第二像素点在所述第一图像及所述第二图像中的横坐标位置，确定所述第二像素点的第一横向位移，所述第二像素点的第一位移信息包括所述第一横向位移。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息的步骤，包括：针对激光网格线外的任一第三像素点，根据所述第三像素点所在的局部网格，确定出在所述局部网格的网格线的相邻两行上、与所述第三像素点横坐标相同的两个第一像素点，以及在局部网格的网格线的相邻两列上、与所述第三像素点纵坐标相同的两个第二像素点；根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移；根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移；其中，所述第三像素点的第二位移信息包括所述第二纵向位移和所述第二横向位移。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种高温测试图像热流扰动校正装置，其特征在于，包括：
加热组件，用于对试件加热；
发光组件，包括激光发射器、网格扩束镜及补偿光源，所述激光发射器的前端连接所述网格扩束镜，用于将激光网格照射到所述试件的表面；所述补偿光源用于照射所述试件的表面；
图像采集组件，用于采集所述试件在室温状态下的第一图像，以及采集所述试件在被加热状态下的第二图像；
处理组件，连接到所述图像采集组件，用于：
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件在被加热状态下的第一变形场；
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息；
根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息；
根据所述第一位移信息及所述第二位移信息，对所述第一变形场进行校正，得到校正后的第二变形场。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理组件根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，包括：
在所述第一图像及所述第二图像中，将处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点，并将处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点；
根据所述第一像素点在所述第一图像及所述第二图像中的纵坐标位置，确定所述第一像素点的第一纵向位移，所述第一像素点的第一位移信息包括所述第一纵向位移；
根据所述第二像素点在所述第一图像及所述第二图像中的横坐标位置，确定所述第二像素点的第一横向位移，所述第二像素点的第一位移信息包括所述第一横向位移。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理组件根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息，包括：
针对激光网格线外的任一第三像素点，根据所述第三像素点所在的局部网格，确定出在所述局部网格的网格线的相邻两行上、与所述第三像素点横坐标相同的两个第一像素点，以及在所述局部网格的网格线的相邻两列上、与所述第三像素点纵坐标相同的两个第二像素点；
根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移；
根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移；
其中，所述第三像素点的第二位移信息包括所述第二纵向位移和所述第二横向位移。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移，包括：
根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述局部网格的网格线的相邻两行之间的局部纵向影响系数；
根据所述第三像素点与所述两个第一像素点之间的纵向距离以及所述局部纵向影响系数，确定所述第三像素点的第二纵向位移。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移，包括：
根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述局部网格的网格线的相邻两列之间的局部横向影响系数；
根据所述第三像素点与所述两个第二像素点之间的横向距离以及所述局部横向影响系数，确定所述第三像素点的第二横向位移。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理组件根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，包括：
提取所述第二图像的绿光通道的图像信息；
将所述图像信息中的激光网格线划分成多条线段，每条线段内至少包括一个拐点；
根据线段的端点以及线段上的拐点，分别对各条线段进行曲线拟合，得到多条拟合线段；
根据所述多条拟合线段，确定拟合后的激光网格；
根据所述第一图像中的激光网格以及所述第二图像中拟合后的激光网格，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光发射器用于发射绿色激光，所述补偿光源用于发射蓝光，所述图像采集组件前端加装有蓝光滤波片。
8.一种高温测试图像热流扰动校正方法，其特征在于，包括：
在试件被加热的状态下，使用带有网格扩束镜的激光发射器将激光网格照射在所述试件的表面，并且使用补偿光源将补偿光照射到所述试件表面；
采集所述试件在室温状态下的第一图像，以及采集所述试件在被加热状态下的第二图像；
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件在被加热状态下的第一变形场；
根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息；
根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息；
根据所述第一位移信息及所述第二位移信息，对所述第一变形场进行校正，得到校正后的第二变形场。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一图像及所述第二图像，确定所述试件表面的激光网格线上的各个像素点的第一位移信息，包括：
在所述第一图像及所述第二图像中，将处于激光网格线的同一行且横坐标相同的像素点，确定为同一个第一像素点，并将处于激光网格线的同一列且纵坐标相同的像素点，确定为同一个第二像素点；
根据所述第一像素点在所述第一图像及所述第二图像中的纵坐标位置，确定所述第一像素点的第一纵向位移，所述第一像素点的第一位移信息包括所述第一纵向位移；
根据所述第二像素点在所述第一图像及所述第二图像中的横坐标位置，确定所述第二像素点的第一横向位移，所述第二像素点的第一位移信息包括所述第一横向位移。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位移信息，确定所述试件表面的激光网格线外的各个像素点的第二位移信息，包括：
针对激光网格线外的任一第三像素点，根据所述第三像素点所在的局部网格，确定出在所述局部网格的网格线的相邻两行上、与所述第三像素点横坐标相同的两个第一像素点，以及在所述局部网格的网格线的相邻两列上、与所述第三像素点纵坐标相同的两个第二像素点；
根据所述两个第一像素点的第一纵向位移，确定所述第三像素点的第二纵向位移；
根据所述两个第二像素点的第一横向位移，确定所述第三像素点的第二横向位移；
其中，所述第三像素点的第二位移信息包括所述第二纵向位移和所述第二横向位移。
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