所述被测试件40的偏 移量。
[0029] 在测量之前，可将标志点模具50贴在被测试件40上，然后采用涂料通过标志点模 具50的Ξ组特征标志孔在被测试件40上喷涂出Ξ组特征标志点，如图4所示。图3为一组特 征标志点，为了便于区别，图3中各个特征标志点分别用1至5标出。
[0030] 五个特征标志点的测量
[003。 图3中，W特征标志点5为中屯、，W特征标志点1、4所在的方向为X轴，W标志点1、2 所在的方向为y轴建立直角坐标系。根据数字图像相关方法测量出五个特征标志点在图像 中的像素位置(Py,W,i)，其中下标j表示第j组特征标志点，j = l，2,3,下标i为第j组特征 标志点中的第i个特征标志点，i = 1，2，3，4，5。四周的特征标志点水平方向（X方向）和竖直 方向（y方向）间距分别为Lx、Ly，其中Lx=1.0mm，W=1.0mmJiJ:
[0032] 摄像头21所拍摄图像在水平方向的系统放大率为：
[0033]
[0034] 摄像头21所拍摄图像在竖直方向的系统放大率为：
[0035]
[0036] 摄像头22所拍摄图像在水平方向的系统放大率为：
[0037]
[0038] 摄像头22所拍摄图像在竖直方向的系统放大率为：
[0039]
[0040] 摄像头23所拍摄图像在水平方向的系统放大率为：
[0041]
[0042] 摄像头23所拍摄图像在竖直方向的系统放大率为：
[0043]
[0044] 当图像发生移动后，则变化后的图像像素坐标为。/^，9/^)，其中1 = 1，2,3,4， 5, j = l，2,3。则可W计算出各组特征标志点的水平方向和竖直方向位移：
[0047]应变测量结果
[004引根据Ξ个摄像头21、22、23分别测量的二维位移建立方程，可W计算出Ξ个在各组 特征标志点范围内各组特征标志点范围内的二维应变。
[0049]所述被测试件在水平方向的应变值εχ:
[(Κ)加 ]
[0051 ]所述被测试件在竖直方向的应变值εγ:
[0化2]
[0053]所述被测试件在任意方向的二维应变值εα(α为应变方向与水平方向即X方向的夹 角）：
[0化4] Εα= Excosa+Eysin 曰
[0055] 精度分析
[0056] 本实施例采用数字图像相关算法，其核屯、计算是样本图像中的灰度值，只要灰度 图发生偏移，中控电脑10就可W计算出其偏移量。中控电脑的图像识别分辨率为0.01像素， 摄像头组的图像分辨率为3288X4384,拍摄的区域为1mmX 1mm。换算成位移后，则各个摄像 头测量的水平方向位移分辨率为0. 〇〇3μπι，竖直方向位移分辨率为0.0023μπι。水平方向应变 分辨率为0 .化ε，竖向应变分辨率为0.23με。该精度小于化ε，能够很好的满足应变测量需 要。
[0057]图像最大移动的范围是±0.5mm，两个特征标志点的最大相对移动范围为+ 1.0mm，计算得到其应变测量范围为0~100(Κ)με。
[005引具体测量步骤
[0059] 1、将标志点模具50放置在被测试件40的表面，在其表面Ξ组特征标志孔上喷涂产 生Ξ组独立的特征标志点，然后移除标志点模具50。
[0060] 2、将分别安装有显微镜头31、32、33的立个摄像头21、22、23分别对着立组特征标 志点，并保证每组特征标志点的五个特征标志点均在画面中，调整焦距。
[0061] 3、通过中控电脑10对Ξ个摄像头21、22、23采集的数据进行初始化，得到每个摄像 头的系统标定系数。
[0062] 4、对被测试件40进行加载试验，由中控电脑10实时采集图像并处理，绘制二维应 变曲线。
[0063] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，运些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在于，包括中控电脑、 标志点模具、摄像头组和显微镜头组;所述标志点模具上具有呈二维布设的三组特征标志 孔，其用于贴在被测试件上以确定出被测试件的三组特征标志点；所述摄像头组包括三个 摄像头，所述显微镜头组包括三个显微镜头，所述三个显微镜头对应安装在三个摄像头上， 以对应测量所述被测试件的三组特征标志点；所述中控电脑与所述三个摄像头通讯连接， 以根据所述三个摄像头的测量结果计算所述被测试件的二维应变，并输出二维应变结果。2. 根据权利要求1所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，所述三组特征标志孔中的每一组包括呈"十"字布设的五个特征标志孔。3. 根据权利要求2所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，每一组特征标志孔所限定的测量范围为1 .〇_X1 .〇_。4. 根据权利要求3所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，各个特征标志孔的直径为0.1mm;布设在同一行或同一列的两组特征标志孔的中心间距 为lcm〇5. 根据权利要求4所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，所述确定出被测试件的三组特征标志点具体是，采用涂料通过标志点模具的三组特征 标志孔在被测试件上喷涂出三组特征标志点。6. 根据权利要求5所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，计算所述被测试件的二维应变具体是，通过计算所述摄像头组测量到的被测试件样本 图像中的灰度值的变化计算所述被测试件的偏移量。7. 根据权利要求6所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，计算所述被测试件的二维应变的公式如下： ea= excosa+eysina 其中，ε。为所述被测试件在任意方向的二维应变值，a为应变方向与水平方向的夹角，εχ 为所述被测试件在水平方向的应变值，ey为所述被测试件在竖直方向的应变值。8. 根据权利要求7所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，所述输出二维应变结果包括绘制二维应变曲线。9. 根据权利要求8所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，所述摄像头组的图像分辨率为3288X4384。10. 根据权利要求1所述的基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，其特征在 于，所述中控电脑的图像识别分辨率为0.01像素。
【专利摘要】本发明涉及一种基于超高精度数字图像测量的二维应变测量系统，包括中控电脑、标志点模具、摄像头组和显微镜头组；所述标志点模具上具有呈二维布设的三组特征标志孔，其用于贴在被测试件上以确定出被测试件的三组特征标志点；所述摄像头组包括三个摄像头，所述显微镜头组包括三个显微镜头，所述三个显微镜头对应安装在三个摄像头上，以对应测量所述被测试件的三组特征标志点；所述中控电脑与所述三个摄像头通讯连接，以根据所述三个摄像头的测量结果计算所述被测试件的二维应变，并输出二维应变结果。本发明实现了全程自动化，去除了使用移测显微镜测量定标线间距的过程，提高了测量效率，并且从一维应变测量扩展为二维应变测量，提升了准确度。
【IPC分类】G01B11/16
【公开号】CN105486244
【申请号】CN201610061287
【发明人】浣石, 陶为俊, 谭湘倩
【申请人】广州大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月28日