[发明专利]一种基于数字图像的长时标应变测量方法

摘要

本发明公开了一种基于数字图像的长时标应变测量方法。该方法采用对数时间等距间隔定时采集试样变形图像，利用数字图像技术实时获得试样的应变，并自动存储应变数据及对应的时间数据。若试验中测量设备(摄像机及与之相连的计算机)发生意外中断，或在较长的数据采集间歇期间主动关闭测量设备，则重新开机后调入已保存的相关数据并获取重开机时刻，若重开机时刻未超过后续应变数据的预定采集时刻，则按预定采集频率继续测量，否则立即采集一个应变数据，然后再按照预定的数据采集频率继续进行测量。本发明解决了现有方法因测量设备持续开机不能过长而难以适应长时标力学试验的应变测量问题。

主权项

一种基于数字图像的长时标应变测量方法，其特征在于：步骤1对试样沿加载方向作一对标记并将试样安装在加载机器上，开启摄像机对准试样，调节摄像机镜头焦距，使图像清晰可见并将摄像机固定；步骤2控制摄像机采集未变形的试样图像，通过数字图像技术得到两标记的初始中心点 P 0 = [ X P 0 , Y P 0 ] , Q 0 = [ X Q 0 , Y Q 0 ] , 并将P0、Q0的坐标写入指定的文本文件1中；步骤3根据试验的时长设定需采集的应变数据个数“n”，时间基量“t0”，由此得到定时向量t_span及具有对数等距时间间隔特性的时间累加向量t′_span，并将定时向量t_span写入指定的文本文件2中， t _ span = [ t 1 , t 2 , · · · , t i , · · · t n ] = [ 10 t 0 , 10 2 × t 0 - 10 t 0 , · · · , 10 i × t 0 - 10 ( i - 1 ) × t 0 , · · · , 10 n × t 0 - 10 ( n - 1 ) × t 0 ] , t ′ _ span = [ t 1 ′ t 2 ′ · · · , t i ′ · · · , t n ′ ] = [ 10 t 0 , 10 2 × t 0 , · · · , 10 i × t 0 , · · · , 10 n × t 0 ] , 其中，定时向量t_span中的元素ti为预定采集的第i‑1个数据点至第i个数据点的间歇时间，时间累加向量t′_span中的元素t′i为采集第i个数据点之前需经历的总时间；步骤4对试样进行加载，同时记录加载初始时刻T0，并将T0写入指定的文本文件3中，并遵循定时向量t_span定时采集图像，通过数字图像技术得到两标记新的中心点 P i = [ X P i , Y P i ] , Q i = [ X Q i , Y Q i ] , 由此计算出试样的应变εi， ϵ i = ( Y Q i - Y Q 0 ) - ( Y P i - Y P 0 ) Y Q 0 - Y P 0 , 并自动获取当前时刻Ti，从而得到应变εi所对应的真实经历的时间t_i，t_i＝Ti‑T0然后，以追加写入的方式将εi写入指定的文本文件4中，以追加写入的方式将t_i写入指定的文本文件5中，并实时更新绘制出应变‑时间(εi～t_i)曲线；步骤5若由于意外导致测量中断或在某较长的数据采集间歇期间主动关闭测量设备，则重新开机时，调用步骤2至步骤4所述的文本文件1、文 本文件2、文本文件3、文本文件4及文本文件5，由文本文件1所读取的信息得到初始中心点P0、Q0，由文本文件2所读取的信息得到原来的定时向量t_span，由文本文件3所读取的信息得到试验的初始时刻T0，由文本文件4所读取的信息得到试验已采集的应变数据及其个数m，由文本文件5得到之前记录的真实时间数据，并由t_span计算出t′_span，再获取重开机的时刻Tγ，由于已经采集了m个应变数据，故可得重开机时刻至采集第m+1个数据的剩余间歇时间Δtm+1，Δtm+1＝t′m+1‑(Tr‑T0)，若Δtm+1≥0，则以Δtm+1代替向量t_span中的tm+1，然后回到步骤4，依据时间向量t_span从第m+1个数据继续进行测量；若Δtm+1＜0，则立即采集所落下的应变数据，直至第k个数据的预定采集时刻超过重开机时刻，然后以Δtk代替向量t_span中的tk，再回到步骤4，遵循定时向量t_span从第k个数据继续进行测量。