一种利用视频采集进行变形应变控的控制方法与流程

1.本技术涉及工程材料测试领域，尤其涉及一种利用视频采集进行变形应变控的控制方法。


背景技术：

2.引伸计是一种配合试验机测量试件变形情况的仪器，它有很多分类，其中普遍使用的类型为电子引伸计。
3.电子引伸计是测量试件受力变形的传感器，一般是利用电信号原理，通过弹性元件的变化，使应变片转换为电阻变化量，最终转换放大为电压信号。应变片式的引伸计是广泛使用的一种类型。
4.随着现代技术的发展，工程材料的种类和应用范围都大大增加了，采用传统的接触式引伸计测量试样变形在下列情况受到局限：1、软质试样无法使用接触式电子引伸计；2、机械式接触，受人为操作影响很大，从而影响测量结果的精度；3、试验安装过程繁琐，试验效率低；4、标距可调性很差，只能在几个少数固定的标距中选择调整，且调标距操作非常麻烦，对测量结果影响大，当试样规格较多时，往往需要多只引伸计；5、一个接触式电子引伸计对温度交变适应性很差，可适用的高、低温范围覆盖小，高温和低温难以用一个引伸计解决；6、基本不可能在高低温下用接触式电子引伸计来求需要纵、横向同时测量的泊松比等指标，不可能同时测量不同域内或段内的指标；7、鉴于量程的限制及对引伸计的保护需要，基本不可能进行全程应变控试验；8、试验温度对引伸计本身的影响也很大，特别是长时高低温保载、持久、蠕变试验，接触式电子引伸计基本无法解决。9、试验过程不可回溯，无法再现试样变化过来过程。


技术实现要素：

5.为克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种利用视频采集进行变形应变控的控制方法，该利用视频采集进行变形应变控的控制方法，该方法可以克服电子引伸计测量试件变形的缺点及不足。
6.为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
7.提出一种利用视频采集进行变形应变控的控制方法，包括：
8.步骤1，选定待测材料试样，将试样在力学试验机上装夹好，将视频摄像头移位到测试位置；
9.步骤2，通过软件在视频视野范围内自由设定在试样上的标记点，作为应变控原始标距；
10.步骤3，试验运行中通过摄像头连续采集试样变形的图像；
11.步骤4，将通过步骤3获得的原始图像按设定的原始标距，利用相关算法计算得出试验变形值；
12.步骤5，根据视频采集计算的变形值对电子试验机进行应变控制。
13.优选地，步骤1中，使用标准校准卡对标距进行校准标定，并得到清晰的图像。
14.优选地，步骤2中，所述标记点之间的间距为标距，并且能够自主设定。；
15.优选地，步骤3中，通过ccd摄像头采集待测试材料试样的图像,如果亮度不足，需要用外部光源照亮待测材料试样。
16.优选地，步骤4中，ccd摄像头采集不同时间点的原始图像，通过图像采集卡将不同时刻采集到的数字图像存储到计算机中，利用图像处理技术对比前后图像中选定的试样标记的位置变化计算出试样的变形大小。
17.优选地，步骤5中，视频引伸计采集并计算出的变形结果通过高速网络接口，传输到综合控制及分析系统，实时进行变形的显示和曲线更新，并通过控制器与电脑的wlan接口，将变形值实时传回控制器，从而实现应变的pid控制。
18.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：提出一种利用视频采集进行变形应变控的控制方法，包括：步骤1，选定待测材料试样，将试样在力学试验机上装夹好，将视频摄像头移位到测试位置；步骤2，通过软件在视频视野范围内自由设定在试样上的标记点，作为应变控原始标距；步骤3，试验运行中通过摄像头连续采集试样变形的图像；步骤4，将通过步骤3获得的原始图像按设定的原始标距，利用相关算法计算得出试验变形值；步骤5，根据视频采集计算的变形值对电子试验机进行应变控制。该方法可以运用于不便使用机械式引伸计进行应变控时的许多场景。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
20.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
21.图1是本技术实施例1示出的控制方法流程示意图。
22.图2是本技术实施例1示出的控制方法系统连接框图。
具体实施方式
23.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
24.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。
27.实施例1
28.视频引伸计是基于现代数字图像技术发展起来的非接触式位移传感器,它既能够满足以上六种场合的变形测试,也可应用于普通的固体材料的变形测试。它与传统的刀口式引伸计相比还具有自动判断颈缩位置、任意设定标距和测量范围以及不磨损试件等诸多优点。所研发的视频引伸计的测试原理是利用现代数字图像处理技术,根据标记自身不变形的特点,来测试材料的应力-应变曲线、弹性模量等力学指标,精度可以达到μm的量级。
29.参考图1至图2所示，一种利用视频采集进行变形应变控的控制方法，包括：
30.步骤1，选定待测材料试样，将试样在力学试验机上装夹好，将视频摄像头移位到测试位置；
31.步骤2，通过软件在视频视野范围内自由设定在试样上的标记点，作为应变控原始标距；
32.步骤3，试验运行中通过摄像头连续采集试样变形的图像；。
33.步骤4，将通过步骤3获得的原始图像按设定的原始标距，利用相关算法计算得出试验变形值；
34.步骤5，根据视频采集计算的变形值对电子试验机进行应变控制。
35.具体来说，在步骤1中，使用标准校准卡对标距进行校准标定，并得到清晰的图像。
36.具体来说，在步骤2中，所述标记点之间的间距为标距，并且能够自主设定。
37.具体来说，在步骤3中，过ccd采集待测试材料试样的图像,如果亮度不足，需要用外部光源照亮待测材料试样。
38.具体来说，在步骤4中，ccd采集不同时间点的原始图像，通过图像采集卡将不同时刻采集到的数字图像存储到计算机中，利用图像处理技术对比前后图像中选定的试样标记的位置变化计算出试样的变形大小。
39.具体来说，在步骤5中，视频引伸计采集并计算出的变形结果通过高速网络接口，传输到综合控制及分析系统，实时进行变形的显示和曲线更新，并通过控制器与电脑的wlan接口，将变形值实时传回控制器，从而实现应变的pid控制。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.以上内容是结合具体的实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。