基于机器视觉技术的材料变形非接触测量系统的制作方法

本发明涉及材料形变测量领域，特别涉及一种基于机器视觉技术的材料变形非接触测量系统。

背景技术：

为了了解材料的物理特性，通常需要对各类材料进行拉伸变形试验，对材料进行拉伸变形试验时需要测量被测材料的变形量。目前测量材料的变形量多采用接触式测量方法，采用这种测量方法需要设置光电编码器等测距设备，将光电编码器等测距设备通过连线、支架等装置与夹持试样的夹具连接，然后通过拉伸设备来拉伸试样，在试样的拉伸过程中，试样也会通过夹具拉伸光电编码器等测距设备，这样就可测量出试样的变化量。但是采用这种接触式测量方法对试样变形量进行测量时，设备结构较为复杂、操作起来步骤非常的繁琐，由于中间连接件较多，容易产生误差的环节较多，因此不可避免的会出现误差，这些都会对最终的试验结果造成影响。特别是对于一些轻薄材料来说，由于夹持起来非常的麻烦，因此很难采用这种接触式测量方法实现。如何能够快速、准确的的测量材料进行拉伸变形试验的变形量已成为本领域技术人员亟需要解决的一个技术问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够快速、准确的的测量材料进行拉伸变形试验的变形量的系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于机器视觉技术的材料变形非接触测量系统，其特征在于，其包括：用于拉伸侧材料试样，所述材料试样上设置有两条平行设置的标记线；拉伸装置，所述材料试样与所述拉伸装置连接，所述拉伸装置用于拉伸所述材料试样；摄像机，所述摄像机用于采集所述材料试样的图像信息；中央处理器，所述中央处理器包括显示单元、直线绘制单元、像素灰度比对单元和距离计算单元，所述中央处理器与所述摄像机连接，所述显示单元用于显示所述摄像机采集的图片，所述直线绘制单元用于在所述显示单元显示的图片上绘制一条与两条标记线垂直相交的直线，所述像素灰度比对单元用于判断所述直线与所述标记线的交点，所述距离计算单元用于计算两个交点之间的距离。

优选地，所述标记线可粘贴或绘制在所述试样上。

优选地，所述中央处理器为一PC机。

优选地，所述摄像机为带USB接头的摄像机。

如上所述，本发明的基于机器视觉技术的材料变形非接触测量系统具有以下有益效果：该材料变形非接触测量系统采用摄像机直接给试样进行拍照，通过电脑显示装置的像素来测量试样上标记线之间的距离，进而计算出拉伸前和拉伸后试样的变形量。该测量系统无需测量装置与试样材料进行接触就可进行测量，实现起来非常的方便，而且测量精度高、测量速度快，可有效提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中央处理器的结构框图。

图2为采用本发明实施例进行测量的流程图。

图3为本发明实施例摄像机拍摄的材料试验图片。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1、2、3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种基于机器视觉技术的材料变形非接触测量系统，该系统包括用于拉伸侧材料试样、拉伸装置、摄像机及中央处理器。拉伸装置与拉伸侧材料试样连接，述拉伸装置用于拉伸材料试样。材料试样上可设置有两条平行设置的标记线，两条标记线平行设置。该标记线可以采用记号笔直接绘制在材料试样上，也可用条状的胶带之间粘贴在试样上，标记线的颜色应该与材料试样的延伸存在一定的色差，以便于进行分辨。摄像机用于采集材料试样的图像信息，摄像机应该与材料试样位置相对，摄像机一般设置在材料试样上方。

如图1所示，中央处理器主要包括显示单元1、直线绘制单元2、像素灰度比对单元3和距离计算单元4，中央处理器与摄像机连接，作为一种优选方式，中央处理器可选用一PC机，摄像机为带USB接头的摄像机，这样便于摄像机与PC机连接。显示单元1就是一显示器，其用于显示摄像机采集的图片。直线绘制单元2、像素灰度比对单元3和距离计算单元4可通过安装在PC机内的程序实现，直线绘制单元2用于在显示单元显示的图片上绘制一条与两条标记线垂直相交的直线，像素灰度比对单元3用于判断直线与标记线的交点，距离计算单元4用于计算两个交点之间的距离。

如图2所示，该基于机器视觉技术的材料变形非接触测量系统进行测量时采用如下步骤：首先通过摄像机集试样的图像信号，一般只需给试样进行拍照即可，并将拍摄的图像信号传递给PC机，由PC机的显示单元1进行显示。再通过直线绘制单元2在摄像头拍摄的图片上设置一条直线，该直线应与标记线垂直相交，具体到本发明，可之间使用鼠标在显示器显示的图片上进行绘制。并将该直线与两条标记线内侧边缘的交界处B、C设置为参考点，也可以将两条标记线外侧边缘的交界处A、D设置为参考点（如图3所示）。由于图片上像素的灰度变化，因此很容易判断交界处的位置，这样就可通过像素灰度比对单元3计算出两个参考点之间的像素点数。

再由距离计算单元4根据像素点距离与实际距离进行标定，通常是在拍摄照片之前先设置一段标准距离，然后进行拍照，测出该段标准距离的像素点个数，进而就可计算出像素点距离，这样就可根据两个参考点之间的像素点数计算出两个标记线内侧边缘或外侧边缘之间的距离。然后通过拉伸装置拉伸试样，采用同样的原理，通过摄像头采集拉伸后的试样图像，并计算出拉伸后两个标记线内侧边缘之间的距离，前后两次距离的差就是试样拉伸后的变形量。

该材料变形非接触测量系统采用摄像机直接给试样进行拍照，通过电脑显示装置的像素来测量试样上标记线之间的距离，进而计算出拉伸前和拉伸后试样的变形量。该测量系统无需测量装置与试样材料进行接触就可进行测量，实现起来非常的方便，而且测量精度高、测量速度快，可有效提高工作效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。