[实用新型]视频引伸仪校准尺

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量仪器的校准设备领域，更具体的说是一种视频引伸仪校准尺。

技术背景

近年来，计算机图像处理技术和图像传感器技术开始被应用到材料力学试验中的大变形测量领域，导致了视频引伸仪的诞生。当采用视频引伸仪测量材料的变形量时，被测试样上划有两条代表试样标定长度的标线。当试样被拉伸时，视频引伸仪连续测量这两条标线间距离的变化，从而测得被测试样在标定长度上的变形量。在测量时，视频引伸仪上的摄像头或数码相机连续快速地，可达每秒50幅，拍摄被测试样的照片并通过图像采集卡输入计算机。计算机内的专用测量软件对输入的图像进行处理以确定两条标线在图像中的位置和它们之间以像素为单位的距离。再跟据每一像素所代表的实际长度确定两条标线间的实际距离。由于摄像镜头所拍摄的图像存在视差和扭曲变形，导致每一像素在不同位置所代表的实际长度不同，这需要在视频引伸仪安装后用校正装置确定或校正。

现有的视频引伸仪在校准时通常采用的校准尺或校准棒有两种。一种上划有平行线，当用摄像头拍摄校准尺的图像时，这些线即把拍到的图像沿着测量方向划分为许多段。由于平行线间的距离是已知的，测量软件只需确定每一段沿测量方向上的像素数，即可算出在那一段上每两个像素间的距离所代表的实际长度。另一种校准尺设计采用圆形阵列图案，适用于需要沿多个方向同时校准的场合，但校准的方法较平行线法要复杂的多。这里所针对的大变形测量只需一个方向的校准，因此本实用新型仅针对平行线校准尺作出改进。

平行线校准尺有一个缺点，就是平行线要有一定的宽度才可被校准软件准确识别。此一宽度会影响分段的准确性，所以在校准的过程中，校准软件必须确定平行线的中心位置。这样不仅大大增加了校准软件的复杂程度，并会由于中心位置的测量误差造成两条平行线之间的分段误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种既能提高校准精度，又可简化校准软件设计的视频引伸仪校准尺。

本实用新型通过以下技术方案实现其目的。

本实用新型提供了一种视频引伸仪校准尺，主要结构是校准尺整体呈长条形，校准尺上印刷有具有一定对比度的两种色块相间排列的图案。采用具有一定颜色对比度的长方块代替平行线去分隔图像，一般采用对比度较大的黑白色块，并使两种色块的交接线呈水平方向，这样校准软件设计更为简单。当用平行线分隔图像时，软件需先确定每一平行线的中心位置，然后确定两平行线间的像素数。而采用本实用新型的黑白块设计，软件只需确定黑白分界线即可确定每一段内的像素数。对于采用视频图像来确定位置的软件设计，确定黑白分界线要比确定一条线的中心位置来的简单，并且不会引入由于平行线中心位置的测量误差而造成的分段误差。

针对双摄像头的视频引伸仪，本实用新型的校准尺做了进一步的改进，在校准尺的中部设有与所述两种色块不同的特殊块。由于此类视频引伸仪在测量的过程中存在摄像头切换的过程，在图像处理的过程存在拼接的过程。所以本实用新型设置特殊块作为摄像头切换和图像拼接的校准。具体的校准过程如下：

①在试样安装位置安装一个具有一定对比度的两种色块相间形成的校准尺，校准尺中间设有一与其他两种色块不同的特殊块，该特殊块在安装时须位于两摄像头视角的重叠区域内；

②确定摄像头获取的图像中色块的分界线，由此确定每一色块纵向宽度的像素数，并分别与校准尺相应色块的实际宽度相对比，即可获得图象中在该色块所处位置上沿测量方向每两个像素间的距离所代表的实际长度；

③由第一摄像头获取的图像一的底部开始由下而上进行校准，当校准到特殊块时，切换至由第二摄像头获取的图像二进行校准，至图像二顶部截止。

或者采用如下方法：

①在试样安装位置安装一个具有一定对比度的两种色块相间形成的校准尺，校准尺中间设有一与其他两种色块不同的特殊块，该特殊块在安装时须位于两摄像头视角的重叠区域内；

②确定摄像头获取的图像中色块的分界线，由此确定每一色块纵向宽度的像素数，并分别与校准尺相应色块的实际宽度相对比，即可获得图象中在该色块所处位置上沿测量方向每两个像素间的距离所代表的实际长度；

③由第一摄像头获取的图像一的底部开始由下而上进行校准，将进入镜头的第一条色块分界线作为第一基准线；

④当校准到特殊块时，切换至由第二摄像头获取的图像，并把特殊块的下面的色块分界线作为第二基准线，继续校准至图像二顶部截止。

上述第一基准线和第二基准线将在测量和图像拼接时用作测量基准线。