[发明专利]单目三维采集结构及单目三维多标距视觉系统、引伸计

说明书

本发明的单目三维采集结构，光源成像结构的技术领域，解决现有技术的产品的成单一虚像而无法计算引伸计三维变量的技术问题。其包括：光源、反光镜组件、棱镜组件和相机，其中：所述光源，用于照射被标记的试样；所述反光镜组件，用于反射试样上的反射光；所述棱镜组件，用于反射所述反光镜组件的反射光并呈现多个虚像；所述相机，与所述棱镜组光连接，用于采集多个虚像。本发明用以完善引伸计的功能，满足人们对引伸计使用能够进行三维变量测量的要求。

技术领域

本发明属于光源成像结构的技术领域，尤其涉及一种单目三维采集结构及单目三维多标距视觉系统、引伸计。

背景技术

随着国家工业的大力发展，力学性能中变形的检测已非常普及，如何准确、高效的检测变形越来越重要，变形的检测可应用于各种材料和结构测试中，不但保证产品质量合格，而且验证材料和结构设计的合理性。

传统的变形测量方法有二种，一种是接触式测量方法，通过接触式引伸计来测量材料的变形量。但精度较差、操作复杂，而且使用场景局限，仅能提供单一方向的标距；另一种方法是基于单目图像采集装置的二维数字图像相关计算方法，其成本高和系统使用复杂，而且仅能测量二维方向的变形，无法满足三维测量的需求。

现有技术中，如图1所示，公开号为CN 109470164 A公开了一种标志线处理方法，仅能够识别一种标志线作为标距，此标距特点为单一轴向标距，无法设置横向标距，也无法设置多个标距，无法满足全面数据的测量需求。

现有技术中，如图2所示，公开号为CN 111426280 A公开了一种基于结构光的二维引伸计使用方法，但是通过单个相机和镜头采集图像进行处理分析，仅能够测量二维方向的应变，无法满足三维数据的测量需求。

有鉴于此，特提成本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源成像结构的技术领域，解决现有技术的产品的成单一虚像而无法计算引伸计三维变量的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

第一方面提供一种单目三维采集结构，包括：光源、反光镜组件、棱镜组件和相机，其中：

所述光源，用于照射被标记的试样；

所述反光镜组件，用于反射试样上的反射光；

所述棱镜组件，用于反射所述反光镜组件的反射光并呈现多个虚像；

所述相机，用于采集多个虚像。

第二方面提供一种单目三维多标距视觉系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器与所述相机电连接，所述系统包括：

获取模块，用于获取如权利要求1至3任意一项所述相机采集合成的图像，并检测图像中标记点位置模糊坐标；

处理模块，基于所述模糊坐标对标记点进行子图范围截取，并进行像素点过滤；

计算模块，用于过滤后图像边缘检测并进行椭圆拟合；在预设时间实时获取拟合的椭圆，计算标记点的位移，以确定试样的变形量。

第三方面提供一种引伸计，包括壳体和支撑所述壳体的支架，所述壳体内安装有相机和光源，其特征在于，所述壳体以集成式结构设置有如以上部分或全部所述单目三维采集结构、光源和相机。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本发明提供的结构，通过发光组件和棱锥组件的设置，将试样的反射光以多个虚像形式呈现，被相机所拍摄，一个相机完成多个虚像的拍摄，并有控制系统合成一个图像，为三维图像变量测试提供基础条件。

本发明所提供的系统，可实现三维图像的采集，使用自动特征识别算法对图像上的标记特征进行跟踪，完成三维坐标系转化，实现了坐标轴Y向和拉伸方向的统一，使测试不再受限于引伸计与试样的布置要绝对平行。