[发明专利]应力监测方法和应力监测装置

权利要求书

1.一种应力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)在被测物体变形或加载前，获取所述被测物体的被测区域内的一幅基准图像，所述基准图像具有至少两个预设图形，每个所述预设图形为投影到一个方向的灰度值之和能够用已知函数进行描述的图像，且每个所述预设图形具有特征追踪点；

B)经过预定时间变形或加载后，获取一幅目标图像，所述目标图像具有所述至少两个预设图形；和

C)计算所述基准图像中所述至少两个预设图形的特征追踪点在应变测量方向上的第一距离以及所述目标图像中所述至少两个预设图形的特征追踪点在所述应变测量方向上的第二距离，根据所述第一距离和所述第二距离得到所述被测物体在所述应变测量方向上的应变。

2.根据权利要求1所述的应力监测方法，其特征在于，所述应变测量方向为多个，且沿每个所述应变测量方向布置至少两个所述预设图形，所述应力监测方法进一步包括根据所述被测物体在每个所述应变测量方向上的应变，通过角度变换和投影得到所述被测物体在任意方向上的应变。

3.根据权利要求1所述的应力监测方法，其特征在于，所述步骤C)包括：

C-1)对所述目标图像和所述基准图像进行灰度化处理，以便得到至少两个所述预设图形的每个点的灰度值；

C-2)以所述应变测量方向为X方向，在Y方向上选取测量范围，其中在所述测量范围内，所述预设图形的数量大于等于两个，所述X方向上的每一个点在所述Y方向上对应的所述预设图形的数量小于等于1；

C-3)在所述测量范围内，按照公式Ⅰ对所述X方向上的每一个点所对应的所述预设图形的点的灰度值进行取和、求平均，以便得到所述X方向上的每一个点所对应的所述预设图形的灰度值密度：

公式Ⅰ

其中，T_i为所述X方向上的一个点所对应的所述预设图形的灰度值密度，y_e和y_f分别为所述测量范围的下限和上限，g(x_i,y_j)为所述预设图像的一个点的灰度值，L＝y_f-y_e；

C-4)以所述X方向上的点为X轴坐标且以T_i为Y轴坐标，得到所述测量范围内的全部所述预设图形的灰度值密度曲线；

C-5)利用最小函数二乘法以选定的拟合函数对所述灰度值密度曲线进行拟合，以便得到所述测量范围内的每个所述预设图形的特征追踪点在X轴上的投影坐标，

Q＝min∑[S(x_i)-T_i]²

其中，S(x_i)为所述拟合函数，Q为n个数据点的偏差平方和最小值；

C-6)计算所述测量范围内的每个所述预设图形的特征追踪点在所述X方向上的位置移动量，以所述X方向上的点为X轴坐标且以所述位置移动量为Y轴坐标，利用线性函数对所述位置移动量进行数据拟合，

y＝ax+b

其中，待定系数a为所述X方向上的应变值，b为所述线性函数在Y轴上的截距。

4.根据权利要求3所述的应力监测方法，其特征在于，在所述测量范围内，所述预设图形的数量大于等于两个，在所述步骤C-5)中，在X轴上选取待拟合区域，利用最小函数二乘法以所述拟合函数对所述待拟合区域内的灰度值密度曲线进行拟合，以便得到所述测量范围内的每个所述预设图形的特征追踪点在X轴上的投影坐标。

5.根据权利要求3所述的应力监测方法，其特征在于，所述预设图形为规则图形，所述规则图形选自圆形、正多边形、椭圆形、高斯函数图形和单峰曲线图形中的一个，其中，所述圆形的特征追踪点为圆心，所述正多边形的特征追踪点为中心和/或顶点，所述椭圆形的特征追踪点为椭圆心，所述高斯函数图形的特征追踪点为峰值点，所述单峰曲线图形的特征追踪点为峰值点。