[发明专利]一种基于数字散斑的视觉引伸计实现方法

权利要求书

1.一种基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

第一步，散斑及标记制备：在被测试样表面的测量区域制作散斑，并在试样表面采用黑色十字线标记出两个计算点(即为被测点)；

第二步，双目相机标定：从不同方位拍摄表面印制有圆形标志点的平面标靶，根据采集的标靶图像，采用光束平差算法对双目相机进行整体一次性标定，计算得到两相机的外部参数、内部参数以及镜头畸变参数；

第三步，散斑图像采集：启动材料拉伸设备以拉伸被测试样，同时控制两相机同步拍摄以获取被测试样在拉伸变形过程中的图像序列；

第四步，指定图像子区：选取一个变形状态下的被测试样的图像作为基础状态，在基础状态的左相机图像中根据第一步标记的计算点指定一个方形图像子区，图像子区的中心即为待测点中心；

第五步，图像相关匹配：根据第四步中所指定的图像子区，采用数字图像相关算法对同一时刻左右相机采集的图像进行匹配；对于左相机图像上待测的某一图像子区，在右相机图像上搜索与其对应于同一空间计算点的图像子区；

第六步，三维坐标重建：根据第二步的相机标定结果和第五步的图像相关匹配结果，采用三角测量法，对左右相机图像对应的图像子区的中心点进行三维重建，从而获得计算点(被测点)的三维坐标信息。

第七步，变形量计算：根据第六步的三维重建结果，通过跟踪被测试样表面被测点的运动计算被测点在每个变形状态的三维位移，并通过两计算点的点间距变化来计算应变。

2.如权利要求1所述的基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，其中，所述第一步中制备的散斑满足：(a)散斑颗粒随机分布；(b)优选的，散斑对比度大于预定阈值；(c)散斑制备范围大于所测量变形区域。

3.如权利要求2所述的基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，其中，根据测量幅面和相机分辨率设定散斑颗粒尺寸。

4.如权利要求1所述的基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，其中，所述第四步中根据散斑颗粒尺寸和相机分辨率设置所述方形图像子区的大小。

5.如权利要求1所述的基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，其中，所述第五步中，假设像素灰度受到独立同分布的噪声干扰，则参考图像子区与待匹配图像子区间的相似程度通过下式衡量：

CSSD(p)=Σi=1N[f(xi,yi)-r0-r1*g(xi′,yi′)]2---(1)]]>

式中，N为图像子区中的像素点个数，f(x_i，y_i)和g(x′_i，y′_i)分别为参考图像子区和待匹配图像子区中点(x_i，y_i)和(x′_i，y′_i)的灰度值，r₀，r₁为用于补偿由于光照引起的灰度差异的系数，p为相关参数向量。