[发明专利]一种单目三维高速测量系统

说明书

本发明属于测量技术、三维视觉技术领域，具体涉及一种单目三维高速测量系统，包括：第一光源、第一反光镜、第二光源、第二反光镜和三角棱镜；三角棱镜设置在第一反光镜与第二反光镜之间，前方放置被测试样；三角棱镜的第一镜面用于将第一反射光线形成被测试样对应的第一虚像，三角棱镜的第二镜面用于将第二反射光线形成被测试样对应的第二虚像。本发明能够简化基于三维DIC算法的三维应变测量中的测量系统，并能够拓宽对被测试样的测量视野。

技术领域

本发明属于测量技术、三维视觉技术领域，具体涉及一种单目三维高速测量系统。

背景技术

目前，力学性能中变形的检测已非常普及，变形的检测可应用于各种材料和结构的应变测试检测中，一方面可用于保证产品质量合格，另一方面可用于验证材料和结构设计的合理性。因此，如何准确、高效的检测变形变得越来越重要。

目前，在变形检测中，基于DIC技术(Digital Image Correlation，数字图像相关法，又称数字散斑相关法)的传统测量系统，一般为以下两种方案：

一是采用双目图像采集装置、配合双目三维DIC算法的测量系统。

例如，专利文献1中发明了一种基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，如图1所示，在对材料拉伸的三维应变进行测量中，采用双目图像采集的测量系统，该测量系统不仅结构复杂，需要采用两个独立光源、CCD相机。而且，两个光源需要独立放置，从两个角度倾斜照射试样，使试样光场亮度难以均匀，比如当试样较大时，会出现试样中间与左右两侧光场亮度极不均匀，导致数据缺失。

二是基于单目图像采集装置、配合二维DIC算法的测量系统。

例如，专利文献2中发明了一种基于结构光的二维引伸计使用方法，如图2所示，其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。而且光源布置在相机和镜头左侧，当测量过程需求曝光时间较短时，会出现试样左右两侧亮度不均匀，导致亮度偏暗的部位出现数据缺失。

因此，现有技术中，并无相关的光路方案可搭配单目三维DIC算法进行三维应变测量，因而目前亟需一种可基于三维DIC算法且可用于三维应变检测的新测量系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国发明号CN103575227 A

专利文献2：中国发明号CN 111426280 A

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单目三维高速测量系统，以简化基于三维DIC算法的三维应变测量中的测量系统，并能够拓宽对被测试样的测量视野。

为了达到上述技术目的，所采用的具体技术方案为：

一种单目三维高速测量系统，包括：第一光源、第一反光镜、第二光源、第二反光镜和三角棱镜；

所述三角棱镜设置在所述第一反光镜与所述第二反光镜之间，前方放置被测试样；

所述第一光源设置在所述第一反光镜远离所述三角棱镜的一侧，用于发射光线以在被测试样的表面产生第一反射光线；

所述第二光源设置在所述第二反光镜远离所述三角棱镜的一侧，用于发射光线以在被测试样的表面产生第二反射光线；

所述第一反光镜用于将所述第一反射光线反射到所述三角棱镜的第一镜面；

所述第二反光镜用于将所述第二反射光线反射到所述三角棱镜的第二镜面；

所述三角棱镜的第一镜面用于将所述第一反射光线形成所述被测试样对应的第一虚像，所述三角棱镜的第二镜面用于将所述第二反射光线形成所述被测试样对应的第二虚像。