[发明专利]一种非接触式道路材料弯拉性能测试方法

摘要

本发明涉及道路工程领域，特别涉及一种道路材料弯拉性能测试方法。本发明提供一种道路材料弯拉性能测试方法，包括如下步骤：1）在成型的待测梁试件的侧面上选取一条固定直线段作为测量线段，使用视频采集设备监测该测量线段；2）对梁试件施加荷载，并通过视频采集设备拍摄测量线段的变化；3）通过图像识别测量系统接收视频采集设备采集的测量线段的变化图，并在图像识别测量系统上计算施加荷载过程中测量线段的长度，根据施加荷载后测量线段相对于施加荷载前测量线段长度的变化，计算材料弯拉应变。本发明所提供的道路材料弯拉性能测试方法不仅能够实现道路材料弯拉性能的高频测量，还具有良好的测量精度，具高度产业利用价值。

主权项

1.一种道路材料弯拉性能测试方法，包括如下步骤：1)在成型的待测梁试件的侧面上选取一条固定直线段作为测量线段，所述测量线段上设5个以上点作为测量点，使用视频采集设备监测该测量线段；2)对梁试件施加荷载，并通过视频采集设备拍摄测量线段的变化；3)通过图像识别测量系统接收视频采集设备采集的测量线段的变化图，并在图像识别测量系统上计算施加荷载过程中测量线段的长度，根据施加荷载后测量线段相对于施加荷载前测量线段长度的变化，计算材料弯拉性能；所述步骤3)中，在图像识别测量系统上计算施加荷载过程中测量线段的长度时，通过施加荷载前后测量线段上对应的测量点进行曲线积分计算；在图像变化过程中跟踪选定的测量点的方法为亚像素级别定位，所述亚像素级别定位的方法包括如下步骤：(1)在变形之前的图像上选取以待测点为中心的N*N矩形区域作为子区，记录其灰度信息，其中a为子区边长，记录子区的灰度矩阵f(xi，yi)，以及位置测量点P1(x1,y1)；(2)在变形之后的图像上原位置周围的区域，以N*N为区域逐个计算相关系数，以寻找与原灰度信息相似度最高的子区域，具体方法如下：在子区初始位置P1(x1,y1)周围合适大小作为搜索区域，以搜索区域内每一个点P(x’,y’)为中心的N*N范围可以得到相应子区的灰度矩阵g(x’i，y’i)，利用式1‑1求g(x’i，y’i)与初始灰度矩阵f(xi，yi)的相关系数Cx’,y’；比较求出搜索范围内所有点对应的相关系数，找到最大值Cmax＝Ci’,j’，其对应的中心点位置坐标(i’,j’)作为这帧图像上待测量点具有整像素精度的新位置(x2,y2)；式中：A为子区面积f(xi，yi)为变形前图片P1区域测量点为中心的N*N的正方形区域的灰度矩阵；g(x’i，y’i)为变形后图片每一个点P(x’,y’)为中心的N*N范围可以得到相应子区的灰度矩阵；(3)确定步骤(2)所得的相似度最高的子区域中心所对应的像素点，再计算该像素点周围各像素点作为中心的N*N区域范围的相关系数，得到相关系数矩阵，利用二次曲面拟合法计算其亚像素精度的位置，具体方法如下：由第二步得到的相关系数最大值Ci’,j’所对应的点(i’,j’)，再以(i’,j’)点周围的各点作为中心点，再通过式1‑1计算各点对应的N*N区域范围内的灰度矩阵g(x’i，y’i)与初始灰度矩阵f(xi，yi)的相关系数，将各点对应的相关系数输入数学计算软件，通过拟合形成二次曲面，获得一个上凸的二次曲面，并求得该曲面最高点对应的位置，作为这帧图像上待测量点具有亚像素精度的新位置(x3,y3)。