[发明专利]平面物体二维变形量的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字摄影测量领域，特别是涉及一种平面物体二维变形量的测量方法，尤其适用于塑料薄膜拉伸变形的测量。

背景技术

塑料薄膜拉伸变形的测量是一项基本的力学性能测量指标，目前技术中，对塑料薄膜拉伸变形的测量主要是接触式测量，接触力会对测量结果产生影响，这种方式难以对每个测量点进行准确的形变测量。另外，也出现了采用非接触式光学应变测量方法进行测量的技术，通过数字相机采集拉伸形变前后的图像，然后测量两个图像区域的应变来获得拉伸形变。一般是通过设置标志点后，对标志点的位移进行测量，通过标志点的平均线应变来测量塑料薄膜的拉伸形变。但是，目前的非接触式光学应变测量方法，一般要求数字相机必须正对着待测量的塑料薄膜，为了达到这个条件，测量过程中需要较多的调节过程，操作比较繁琐，而且还容易由于数字相机位置的误差带来较大的测量误差。而且，由于塑料薄膜拉伸变形后为长条状结构，目前技术进行测量采集的是塑料薄膜的正面图像，在满足采集到塑料薄膜的宽度范围图像的前提下，只能采集到一小部分长度方向上的图像，图像采集范围比较小，导致测量精度较低。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供平面物体二维变形量的测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

平面物体二维变形量的测量方法，包括：

S1、在待测物体上制作多个标志点，并采用数字相机采集待测物体在拉伸变形前的图像后，选择不少于四个标志点对数字相机进行标定，获得物理坐标与像素坐标之间的坐标转换关系；

S2、采用数字相机采集待测物体在拉伸变形后的变形图像；

S3、提取获得任意标志点在变形图像中的像素坐标值，进而结合坐标转换关系，计算获得拉伸变形后该标志点的物理坐标值；

S4、计算位置标志点的位移量作为待测物体在该位置的拉伸变形量。

进一步，所述步骤S1中，所选择的用于对数字相机进行标定的标志点满足以下条件：任意三个标志点都不在同一直线上。

进一步，所述步骤S1，包括：

S11、在待测物体上制作多个标志点，进而选择不少于四个标志点，并分别获得所选择的每个标志点的物理坐标值；

S12、采用数字相机采集待测物体在拉伸变形前的图像；

S13、提取获得所选择的每个标志点在图像中的像素坐标值；

S14、根据所选择的所有标志点的物理坐标值和像素坐标值，计算获得物理坐标与像素坐标之间的坐标转换关系。

进一步，所述步骤S1中所选择的标志点的数量为四个，所述步骤S14，包括：

S141、根据所选择的四个标志点的物理坐标值和像素坐标值，采用下式计算获得转换向量h的值：

其中，(x，y)表示标志点的物理坐标值，(u，v)表示标志点的像素坐标值，h'表示转换向量h的转置矩阵；

S142、根据转换向量h获得转换矩阵H的值：

S143、根据下式获得物理坐标和像素坐标之间的坐标转换关系：

上式中，s为比例系数且s＝h₃₁·x+h₃₂·y+1。

进一步，所述步骤S2，其具体为：

调整数字相机的倾斜角度，使得数字相机相对待测物体的长度方向发生倾斜，然后采用数字相机采集待测物体在拉伸变形后的变形图像。

进一步，所述步骤S4，其具体为：

获取任意位置标志点在拉伸变形后的物理坐标值，以及该标志点在拉伸变形前的物理坐标值，进而计算两者的差值作为待测物体在该位置的拉伸变形量。

本发明的有益效果是：平面物体二维变形量的测量方法，包括：在待测物体上制作多个标志点，并采用数字相机采集待测物体在拉伸变形前的图像后，选择不少于四个标志点对数字相机进行标定，获得物理坐标与像素坐标之间的坐标转换关系；采用数字相机采集待测物体在拉伸变形后的变形图像；提取获得任意标志点在变形图像中的像素坐标值，进而结合坐标转换关系，计算获得拉伸变形后该标志点的物理坐标值；计算位置标志点的位移量作为待测物体在该位置的拉伸变形量。本方法采用非接触测量方式，不会因为接触力而影响测量精度，而且通过选择标志点对数字相机进行标定，保证了变形量的测量精度，测量精度较高，另外，本方法对相机的位置、角度无特定要求，可以根据需要任意摆放，简单易行。

还有，通过调整数字相机的倾斜角度，可有效扩大某一方向的测量范围，实现窄长带状物体的变形测量。