[发明专利]一种三轴试验试样柱面变形全场测量的方法

摘要

一种三轴试验试样柱面变形全场测量的方法，属于测试计量技术领域，该方法基于二维散斑数字图像相关技术的图像测量方法基础上，在单目相机图像测量系统条件下，针对三轴试验空间圆柱体试样，提出了一种新的图像畸变修正算法，实现对三轴试验试样柱面表面感兴趣区域的全场变形测量，大大的提高了测量精度。本发明的效果和益处是：无需采用成本高的三维图像测量系统，仅需单目相机就能够获取三轴试样表面变形信息，测量成本低。发明中引入了散斑数字图像相关方法，与传统的离散的角点等示踪标志方法相比，能有实现全场的变形测量，在土工样品和实际工程中的有推广和应用意义。

主权项

1.一种三轴试验试样柱面变形全场测量的方法，其特征在于，该方法能够修正三轴试样柱面散斑图像应正投影成像造成的图像畸变，提高测量精度；并通过散斑数字图像相关方法，获取试样表面感兴趣区域全场的变形信息，包括以下步骤：步骤1、制备散斑试样实验前，对包裹三轴试验试样的黑色乳胶膜外表面喷涂上随机的散斑信息，形成散斑试样；步骤2、搭建单目相机散斑图像测量系统并对试样变形图像进行采集利用单目相机图像测量系统记录加载过程中的三轴试验试样散斑图像，并经由图像采集卡传送到计算机里存储；基于数字散斑相关方法的单目相机图像测量系统主要由图像采集卡、通用计算机、CMOS传感器、图像处理软件和散斑分析软件组成；步骤3、标定三轴试验试样图像尺寸根据标定块，对采集的三轴试验试样的散斑图像进行尺寸标定；步骤4、获取三轴试验试样中轴线位置利用Canny边缘检测算法，分别提取三轴试验试样散斑图像左边缘、右边缘的轴向位置坐标X₁、X₂，柱体三轴试验试样中轴线的轴向位置坐标为步骤5、根据柱面图像畸变修正方法，修正柱面散斑图像畸变根据提出的柱面图像畸变修正方法，以步骤4得到轴向位置坐标为所在的中轴线为基准呈对称方式展开三轴试验试样圆柱面散斑图像；并对其进行行插值运算，还原三轴试验试样表面图像实际散斑特征；步骤6、利用散斑数字图像相关方法对散斑图像进行处理分析在上述基础上利用二维散斑图像相关方法以及步骤2获取的尺寸标定结果，计算三轴试验试样位移场和应变场数据。