材料水中形变的测量方法、装置、系统及存储介质与流程

本申请涉及光测力学，尤其涉及一种材料水中形变的测量方法、形变测量装置、形变测量系统以及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、目前在水下航天器、海上石油、潜艇等领域，有越来越多的新材料和新的结构需要在一定水压下通过材料形变来验证其力学性能。

2、现有对材料水中形变的测试方式，一般是需要先将被测材料表面打磨光滑，然后使用胶水将电阻应变片贴到被测物表面，待胶水粘贴牢固后将电阻应变片的接线端子与导线进行焊接连接，焊接完成后在电阻应变片及导线上涂抹防水材料，最后将电阻应变片的导线接到数据采集器中，由数据采集器读取电阻应变片的数值，以得到材料形变相关的数据。

3、由于电阻应变片有量程限制，在材料的变形超过量程时电阻应变片会发生破坏；而且电阻应变片只能测量粘贴位置单点单一方向的应变值，无法测量粘贴位置的位移值；加上电阻应变片布置较为复杂繁琐，且布置后也可能会因为粘贴问题有失效的可能性。这些因素都会导致目前难以实现对材料水中形变数据的准确测量。

4、上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种材料水中形变的测量方法、形变测量装置、形变测量系统以及计算机可读存储介质，旨在准确测量在水中形变的被测材料的形变数据。

2、为实现上述目的，本申请提供一种材料水中形变的测量方法，包括以下步骤：

3、控制照明光源照射水中的被测材料；

4、控制工业相机采集所述被测材料在形变过程中的一系列图像；

5、确定采集到的图像中的特征区域，并提取特征区域图像；

6、对一系列特征区域图像进行水下畸变图像修复处理；

7、利用亚像素位移测量算法对修复处理后的一系列特征区域图像中的特征点的位移进行测量，生成所述被测材料的形变数据。

8、可选的，所述照明光源和所述工业相机设置在图像采集设备中，所述图像采集设备还设置有激光测距仪；所述控制照明光源照射水中的被测材料的步骤之前，还包括：

9、利用激光测距仪确定图像采集设备与被测材料的相对位置关系。

10、可选的，所述被测材料表面预先设置有所述特征点。

11、可选的，所述控制工业相机采集所述被测材料在形变过程中的一系列图像的步骤之前，还包括：

12、控制激光设备向被测材料发射激光，在所述被测材料表面形成均匀分布的激光散斑，以突出显现所述被测材料表面的纹理特征；

13、所述利用亚像素位移测量算法对修复处理后的一系列特征区域图像中的特征点的位移进行测量，生成所述被测材料的形变数据的步骤之前，还包括：

14、从修复处理后的特征区域图像中的纹理特征中确定特征点。

15、可选的，所述从修复处理后的特征区域图像中的纹理特征中确定特征点的步骤之前，还包括：

16、对修复处理后的特征区域图像中不符合预设要求的激光散斑进行过滤处理；

17、基于特征放大算法对过滤后剩余的激光散斑对应的纹理特征进行处理。

18、可选的，所述确定采集到的图像中的特征区域，并提取特征区域图像的步骤包括：

19、将采集到的图像输入到预先训练的机器学习模型中，利用所述机器学习模块识别图像中的特征区域，并提取特征区域内的图像作为特征区域图像。

20、为实现上述目的，本申请还提供一种形变测量装置，包括：

21、照明控制模块，用于控制照明光源照射水中的被测材料；

22、图像采集模块，用于控制工业相机采集所述被测材料在形变过程中的一系列图像；

23、特征提取模块，用于确定采集到的图像中的特征区域，并提取特征区域图像；

24、图像修复模块，用于对一系列特征区域图像进行水下畸变图像修复处理；

25、形变测量模块，用于利用亚像素位移测量算法对修复处理后的一系列特征区域图像中的特征点的位移进行测量，生成所述被测材料的形变数据。

26、为实现上述目的，本申请还提供一种形变测量系统，所述形变测量系统包括图像采集设备和计算机设备，且所述图像采集设备与所述计算机设备之间通过防水线缆实现通信连接；所述计算机设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的材料水中形变的测量程序，所述材料水中形变的测量程序被所述处理器执行时实现如上述材料水中形变的测量方法的步骤。

27、可选的，所述图像采集设备的壳体内部集成有照明光源、工业相机、工业镜头和激光测距仪；所述壳体外表面上还设置有固定块和防水构件，所述固定块用于连接固定支架，所述防水构件设置在所述图像采集设备的图像采集口处。

28、为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有材料水中形变的测量程序，所述材料水中形变的测量程序被处理器执行时实现如上述材料水中形变的测量方法的步骤。

29、本申请提供的材料水中形变的测量方法、形变测量装置、形变测量系统以及计算机可读存储介质，实现清晰采集被测材料在水中一系列的形变图像，并对各图像中的特征区域进行水下畸变图像修复处理，得到能准确还原被测材料在水中的形变过程的特征区域图像后，再基于亚像素位移测量算法进行测量，以准确测量被测材料在水中形变产生的的相关数据。

技术特征：

1.一种材料水中形变的测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的材料水中形变的测量方法，其特征在于，所述照明光源和所述工业相机设置在图像采集设备中，所述图像采集设备还设置有激光测距仪；所述控制照明光源照射水中的被测材料的步骤之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的材料水中形变的测量方法，其特征在于，所述被测材料表面预先设置有所述特征点。

4.根据权利要求1所述的材料水中形变的测量方法，其特征在于，所述控制工业相机采集所述被测材料在形变过程中的一系列图像的步骤之前，还包括：

5.根据权利要求4所述的材料水中形变的测量方法，其特征在于，所述从修复处理后的特征区域图像中的纹理特征中确定特征点的步骤之前，还包括：

6.根据权利要求1-5中任一项所述的材料水中形变的测量方法，其特征在于，所述确定采集到的图像中的特征区域，并提取特征区域图像的步骤包括：

7.一种形变测量装置，其特征在于，包括：

8.一种形变测量系统，其特征在于，所述形变测量系统包括图像采集设备和计算机设备，且所述图像采集设备与所述计算机设备之间通过防水线缆实现通信连接；所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的材料水中形变的测量程序，所述材料水中形变的测量程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的材料水中形变的测量方法的步骤。

9.根据权利要求8所述的形变测量系统，其特征在于，所述图像采集设备的壳体内部集成有照明光源、工业相机、工业镜头和激光测距仪；所述壳体外表面上还设置有固定块和防水构件，所述固定块用于连接固定支架，所述防水构件设置在所述图像采集设备的图像采集口处。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有材料水中形变的测量程序，所述材料水中形变的测量程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的材料水中形变的测量方法的步骤。

技术总结
本申请涉及光测力学技术，公开了一种材料水中形变的测量方法，包括：控制照明光源照射水中的被测材料；控制工业相机采集所述被测材料在形变过程中的一系列图像；确定采集到的图像中的特征区域，并提取特征区域图像；对一系列特征区域图像进行水下畸变图像修复处理；利用亚像素位移测量算法对修复处理后的一系列特征区域图像中的特征点的位移进行测量，生成所述被测材料的形变数据。本申请还公开了一种形变测量装置、形变测量系统和计算机可读存储介质。本申请旨在准确测量在水中形变的被测材料的形变数据。

技术研发人员：罗明慧,李长太,毕胜昔
受保护的技术使用者：深圳市海塞姆科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15