一种试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量领域，尤其涉及一种试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统及其方法。
【背景技术】
[0002]拉伸试样断后伸长率的测量是一件较为繁琐和细致的工作，传统的方法是将断后的拉伸试样进行人工拼接，采用卡尺等测量工具测量两个标距线之间的距离。而人为拼接对测量结果的准确性影响加大，并且工作效率低。
[0003]为了解决传统的方法所带来的诸多缺点，同时避免试验人员由于肉眼的疲劳以及工作的认真态度对测量结果影响，设计出一种自动测量系统迫在眉睫。随着机器视觉的快速发展，对拉伸试样进行自动测量系统的实现越来越成为可能。虽然市场上试样断后伸长率自动测量系统多重多样，但是由于精度较低，受工作环境影响较大等缺点而达不到市场需求。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统及其方法。该方法对试件标志线采用编码的方式进行识别，能够避免处理图像时夹持装置的干扰，进一步提高试件拉伸试验断后伸长率的准确性。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统，包括:
[0007]试验台，所述试验台上设置有上下相对运动的夹持装置，所述夹持装置与驱动装置相连，所述夹持装置包括上夹持装置和下夹持装置，所述上夹持装置和下夹持装置分别用于夹持试件的上端和下端，所述试验台上还设有挡板；
[0008]所述拉伸试验断后伸长率自动测量系统还包括图像采集装置，所述图像采集装置将获取的试件图像信息传送至中央处理器进行处理，最终测量出试件的拉伸试验断后伸长率。
[0009]所述中央处理器还与显示装置相连。
[0010]所述试验台的底端设置有万向轮。
[0011]所述图像采集装置设置于上夹持装置和下夹持装置的中心线上。
[0012]—种基于试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统的测量方法，包括:
[0013]步骤(1):准备阶段；
[0014]在试件的上端和下端均设置标志线以及预设编码图像，分别用上夹持装置进行夹持试件的上端以及下夹持装置进行夹持试件的下端；
[0015]步骤(2):图像获取阶段；
[0016]采集包含上端标志线及预设编码图像和下端标志线及预设编码图像的试件断前图像;一段时间后，在驱动装置的驱动下，上夹持装置向上运动，下夹持装置向下运动进行拉伸试件；当试件断裂后，采集包含上端标志线及预设编码图像和下端标志线及预设编码图像的试件断后图像；
[0017]步骤(3):图像处理阶段；
[0018]根据试件断前图像以及试件断后图像中预设编码图像的几何特征以及对预设编码图像的解码处理，分别得到试件断前上端和下端标志线间距以及试件断后上端和下端标志线间距；提取试件断后图像中试件断口处相对应的上边界线和下边界线，求取上边界线和下边界线的最大距离，进而获取试件拉伸试验断后伸长率。
[0019]所述步骤(I)中的标志线为直线标志线，所述直线标志线采用消光绒材料制作而成。
[0020]所述步骤(I)中，若试件表面反光，则将试件表面进行涂设油漆处理。
[0021]所述步骤(3)中获取试件断前上端和下端标志线间距的过程为:
[0022]步骤(3.1.1):对试件断前图像进行灰度及去噪处理，并根据预设编码图像的几何特征，对去噪后的试件断前图像进行解码处理，获取两组解码后的特征点；
[0023]步骤(3.1.2):对两组解码后的特征点分别进行相同的直线或曲线拟合，根据预设编码图像的几何特征以及预设编码与标志线的位置关系，最终识别试件断前标志线的位置，得到试件断前上端标志线和下端标志线间距。
[0024]所述步骤(3)中获取试件断后上端和下端标志线间距的过程为:
[0025]步骤(3.2.1):对试件断后图像进行灰度及去噪处理，并根据预设编码图像的几何特征，对去噪后的试件断后图像进行解码处理，获取两组解码后的特征点；
[0026]步骤(3.2.2):对两组解码后的特征点分别进行相同的直线或曲线拟合，根据预设编码图像的几何特征以及预设编码与标志线的位置关系，最终识别试件断后标志线的位置，得到试件断后上端标志线和下端标志线间距。
[0027]所述步骤(3)中，求取试件断口间距的过程为:
[0028]步骤(3.3.1):搜索试件断口处上边界线和下边界线的所有拐点，求取试件最左边拐点的横坐标以及试件最右边拐点的横坐标；
[0029]步骤(3.3.2):在试件最左边拐点的横坐标以及试件最右边拐点的横坐标之间，分别求取上边界线和下边界线之间的距离，并取最大距离为试件断口间距。
[0030]本发明的有益效果为:
[0031](I)本发明对试件标志线采用消光绒加编码的方式避免了处理图像时夹具等的干扰提高了识别速度;对标志线则采用特殊的材料消光绒，排除了光对采集图片的干扰;这些处理方法极大地提高了系统的检测精度;对试件断口采用的处理方式使得识别的精度更高，更准确；
[0032](2)本发明采用黑色消光绒作为挡板消除光的干扰，采用编码的形式消除夹具等的干扰，提高了识别精度、适用于各种实验环境，满足了市场需求。
【附图说明】
[0033]图1是本发明的试件拉伸试验断后伸长率自动测量方法流程示意图；
[0034]图2是本发明的试件断口处图像；
[0035]图3是本发明的试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统结构示意图。
[0036]其中，1、试验台；2、夹持装置;3、挡板;4、试件;5、图像采集装置;6、中央处理器;7、
显示装置。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明:
[0038]如图3所示，本发明的应用试件拉伸试验断后伸长率自动测量方法的测量系统，包括:
[0039]试验台1，所述试验台1上设置有上下相对运动的夹持装置2,所述夹持装置2与驱动装置相连，所述夹持装置2包括上夹持装置和下夹持装置，所述上夹持装置和下夹持装置分别用于夹持试件4的上端和下端，所述试验台1上还设有挡板3;
[0040]所述拉伸试验断后伸长率自动测量系统还包括图像采集装置5,所述图像采集装置5将获取的试件图像信息传送至中央处理器6进行处理，最终测量出试件的拉伸试验断后伸长率。
[0041]本实施例中，夹持装置2包括上夹持装置和下夹持装置，上夹持装置和下夹持装置结构对称设置。
[0042]其中，本发明的驱动装置可为能够实现直线运动的丝杠机构或气缸机构。
[0043]本发明采用挡板3的目的是为了避免其他物体进入相机视野，影响试件的识别。
[0044]进一步地，本发明的图像采集装置5为相机，也可以采用其他图像采集装置进行图像采集。其中，图像采集装置5设置于上夹持装置和下夹持装置的中心线上，这样使得图像采集装置5尽量对称地采集到试件断前和断后的图像。
[〇〇45] 本实施例中，中央处理器6还与显示装置7相连。其中，显示装置7为LCD液晶显示屏或LED显示屏。更进一步地，试验台1的底端设置有万向轮，便于试验台的自由移动。
[0046]如图1所示，基于本发明的试件拉伸试验断后伸长率自动测量系统的测量方法，包括三个阶段:准备阶段、图像获取阶段和图像处理阶段。
[〇〇47]步骤(1):准备阶段；
[0048]在试件的上端和下端均设置标志线以及预设编码图像，分别用上夹持装置进行夹持试件的上端以及下夹持装置进行夹持试件的下端。
[0049]步骤(2):图像获取阶段；
[0050]采集包含上端标志线及预设编码图像和下端标志线及预设编码图像的试件断前图像;一段时间后，在驱动装置的驱动下，上夹持装置向上运动，下夹持装置向下运动进行拉伸试件；当试件断裂后，采集包含上端标志线及预设编码图像和下端标志线及预设编码图像的试件断后图像。
[0051]步骤(3):图像处理阶段；
[〇〇52]根据试件断前图像以及试件断后图像中预设编码图像的几何特征以及对预设编码图像的解码处理，分别得到试件断前上端和下端标志线间距以及试件断后上端和下端标志线间距；提取试件断后图像