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固化应力测量系统、固化应力测量方法、装置和设备

2022-09-04 09:51:13 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及应力测量技术领域,特别涉及一种固化应力测量系统、固化应力测量方法、装置和设备。


背景技术:

2.固化应力是反映聚合物固化状态的重要物理量,传统的固化收缩应力测量主要针对固化完成后的应力进行测量,无法实时地、非接触地监控和测量固化过程中的应力变化。


技术实现要素:

3.本发明实施例提供一种固化应力测量系统、固化应力测量方法、装置和设备,用以解决现有技术中,无法实时地、非接触地监控和测量固化过程中的应力变化的问题。
4.为了解决上述技术问题,本发明实施例提供如下技术方案:
5.本发明实施例提供一种固化应力测量系统,包括:
6.形成有容置空间的容置装置,所述容置空间内容置有胶水,且容置装置的第一端面上开设有与所述容置空间连通的开口,通过所述开口,所述胶水粘连待测量薄片;
7.双目相机,与控制设备连接,所述双目相机用于在所述控制设备的控制下,拍摄所述胶水固化收缩过程中,所述待测量薄片变形的图像。
8.可选地,还包括加热装置;
9.所述加热装置与所述容置装置的第二端面连接;
10.其中,所述第一端面与所述第二端面为相对的两个端面。
11.可选地,所述待测量薄片的第一外表面上制作有散斑;
12.所述第一外表面朝向所述双目相机,所述胶水粘连所述待测量薄片的第二外表面;
13.其中,所述第一外表面和所述第二外表面为两个相对的外表面。
14.可选地,还包括同步触发器;
15.通过所述同步触发器,所述双目相机与所述控制设备连接;
16.所述控制设备通过所述同步触发器,控制所述双目相机每隔预设时长,拍摄所述待测量薄片变形的图像。
17.本发明实施例还提供一种固化应力测量方法,应用于如上中任一项所述的固化应力测量系统,所述方法包括:
18.获取双目相机采集的待测量薄片变形过程中的图像;
19.根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息;
20.根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片的应力信息。
21.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
22.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像;
23.所述根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息,包括:
24.根据所述双目相机对应的标定参数,对第一初始图像和第二初始图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一初始图像和矫正后的第二初始图像;
25.以所述矫正后的第一初始图像为参考图像、所述矫正后的第二初始图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
26.根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
27.其中,所述第一初始图像为所述双目相机中的左相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像;
28.所述第二初始图像为所述双目相机中的右相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像。
29.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
30.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
31.所述根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息,包括:
32.根据所述双目相机对应的标定参数,对第一变形图像和第二变形图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一变形图像和矫正后的第二变形图像;
33.以所述矫正后的第一变形图像为参考图像、所述矫正后的第二变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
34.根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
35.其中,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的左相机拍摄的变形图像;
36.所述第二变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的右相机拍摄的变形图像;
37.所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
38.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
39.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
40.所述根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息,包括:
41.以第一初始图像为参考图像、第一变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
42.其中,所述二维位移信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的第
一预设方向的位移和第二预设方向的位移;
43.所述第一预设方向和所述第二预设方向垂直;
44.所述第一初始图像为所述双目相机中的其中一相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,所述其中一相机在目标时刻拍摄的变形图像;
45.所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
46.可选地,所述根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化的应力信息,包括:
47.根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场;
48.根据所述目标位移场,得到所述待测量薄片的应力信息。
49.可选地,所述根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场,包括:
50.根据所述固化变形信息中的二维位移信息和所述固化变形信息中的第一三维信息,得到目标三维信息;
51.根据所述目标三维信息和所述固化变形信息中的第二三维信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场。
52.可选地,所述根据所述目标位移场,得到所述待测量薄片的应力信息,包括以下至少之一:
53.根据预设的薄片和胶体的本构方程和应变场,得到所述待测量薄片与胶水粘连处的应力信息;所述应变方程是根据所述目标位移场得到的;
54.根据所述目标位移场和预设的有限元分析软件,得到所述待测量薄片的应力分布信息。
55.本发明实施例还提供一种固化应力测量装置,包括:
56.图像获取模块,用于获取双目相机采集的待测量薄片变形过程中的图像;
57.第一处理模块,用于根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息;
58.第二处理模块,用于根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片的应力信息。
59.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
60.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像;
61.所述第一处理模块,包括:
62.第一处理单元,用于根据所述双目相机对应的标定参数,对第一初始图像和第二初始图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一初始图像和矫正后的第二初始图像;
63.第一匹配单元,用于以所述矫正后的第一初始图像为参考图像、所述矫正后的第二初始图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
64.第二处理单元,用于根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
65.其中,所述第一初始图像为所述双目相机中的左相机拍摄的所述待测量薄片的初
始图像;
66.所述第二初始图像为所述双目相机中的右相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像。
67.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
68.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
69.所述第一处理模块,包括:
70.第三处理单元,用于根据所述双目相机对应的标定参数,对第一变形图像和第二变形图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一变形图像和矫正后的第二变形图像;
71.第二匹配单元,用于以所述矫正后的第一变形图像为参考图像、所述矫正后的第二变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
72.第四处理单元,用于根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
73.其中,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的左相机拍摄的变形图像;
74.所述第二变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的右相机拍摄的变形图像;
75.所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
76.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
77.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
78.所述第一处理模块,包括:
79.第三匹配单元,用于以第一初始图像为参考图像、第一变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
80.其中,所述二维位移信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的第一预设方向的位移和第二预设方向的位移;
81.所述第一预设方向和所述第二预设方向垂直;
82.所述第一初始图像为所述双目相机中的其中一相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,所述其中一相机在目标时刻拍摄的变形图像;
83.所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
84.可选地,所述第二处理模块,包括:
85.第五处理单元,用于根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场;
86.第六处理单元,用于根据所述目标位移场,得到所述待测量薄片的应力信息。
87.可选地,所述第五处理单元,具体用于:
88.根据所述固化变形信息中的二维位移信息和所述固化变形信息中的第一三维信息,得到目标三维信息;
89.根据所述目标三维信息和所述固化变形信息中的第二三维信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场。
90.可选地,所述第六处理单元,具体用于以下至少之一:
91.根据预设的薄片和胶体的本构方程和应变场,得到所述待测量薄片与胶水粘连处的应力信息;所述应变方程是根据所述目标位移场得到的;
92.根据所述目标位移场和预设的有限元分析软件,得到所述待测量薄片的应力分布信息。
93.本发明实施例还提供一种固化应力测量设备,包括:处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序,所述程序被所述处理器执行时实现如上中任一项所述的固化应力测量方法的步骤。
94.本发明实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的固化应力测量方法中的步骤。
95.本发明的有益效果是:
96.本发明方案,提供一种固化应力测量系统,包括形成有容置空间的容置装置,通过容置空间内的胶水粘连待测量薄片,并通过双目相机在控制设备的控制下,拍摄胶水固化收缩过程中,待测量薄片变形的图像,可以实现实时地、非接触地监控待测量薄片的变形图像,并根据变形图像得到固化过程中的应力变化。
附图说明
97.图1表示本发明实施例提供的固化应力测量系统的结构示意图;
98.图2表示本发明实施例提供的待测量薄片的固化变形前的示意图;
99.图3表示本发明实施例提供的待测量薄片的固化变形后的示意图
100.图4表示本发明实施例提供的固化应力测量方法的流程图;
101.图5表示本发明实施例提供的固化应力测量装置的结构示意图;
102.图6表示本发明实施例提供的固化应力测量设备的结构示意图。
103.附图标记说明:
104.1-容置装置;2-待测量薄片;3-双目相机;4-控制设备;5-加热装置;6-同步触发器。
具体实施方式
105.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
106.本发明针对现有技术中,无法实时地、非接触地监控和测量固化过程中的应力变化的问题,提供一种固化应力测量系统、固化应力测量方法、装置和设备。
107.如图1所示,本发明实施例提供一种固化应力测量系统,包括:
108.形成有容置空间的容置装置1,所述容置空间内容置有胶水,且容置装置1的第一端面上开设有与所述容置空间连通的开口,通过所述开口,所述胶水粘连待测量薄片2;
109.双目相机3,与控制设备4连接,所述双目相机3用于在所述控制设备4的控制下,拍摄所述胶水固化收缩过程中,所述待测量薄片2变形的图像。
110.本发明实施例提供的固化应力测量系统提供的容置装置1是盛放胶水的装置,通过容置装置1上的开口,将容置装置1灌满胶水,并抽真空去除气泡,之后,将待测量薄片2放置于开口上,使得胶水粘连待测量薄片2。胶水固化收缩,随着固化程度的增加,胶水的体积会收缩,胶体呈现下凹收缩变形,从而带动待测量薄片2出现下凹变形,经过试验验证,胶水的固化收缩后,中心除的变形位移大,由中心向四周变形位移逐渐减小,待测量薄片2的固化变形前的示意图如图2所示,待测量薄片2的固化变形后的示意图如图3所示,待测量薄片与胶水中心连接处的向下变形,且变形位移最大,并且由中心向边缘变形位移逐渐减小。固化应力测量系统还包括双目相机3,双目相机3对准待测量薄片2,调整双目相机3的视野,使得双目相机3的左相机和右相机能够在同时拍摄到完整的图像,标定双目相机。控制设备4与双目相机3连接,控制双目相机3拍摄图像,通过双目相机3将拍摄待测量薄片2变形的图像发送到控制设备4中,控制设备4根据变形的图像能够间接得到胶水与待测量薄片2的粘接界面的变形信息以及待测量薄片2变形的应力信息。
111.其中,所述待测量薄片2是被粘接试样,可以是复合材料、塑料、陶瓷等,所述胶水可以为常温固化胶或为高温固化胶,控制设备4为一计算机。
112.本发明实施例提供的固化应力测量系统,可以实现实时地、非接触地监控待测量薄片的变形图像,并根据变形图像得到固化过程中的应力变化,对开展聚合物固化工艺研究至关重要。
113.可选地,还包括加热装置5;
114.所述加热装置5与所述容置装置1的第二端面连接;
115.其中,所述第一端面与所述第二端面为相对的两个端面。
116.本发明实施例提供的固化应力测量系统还包括加热装置5,根据胶水的形式确定是否打开该加热装置5,具体地,在胶水为高温固化胶的情况下,打开加热装置,使胶水固化收缩,在胶水为常温固化胶的情况下,不需要打开该加热装置,即可以使得胶水固化收缩。
117.可选地,所述待测量薄片2的第一外表面上制作有散斑;
118.所述第一外表面朝向所述双目相机3,所述胶水粘连所述待测量薄片2的第二外表面;
119.其中,所述第一外表面和所述第二外表面为两个相对的外表面。
120.在用胶水粘连待测量薄片2之前,清洗待测量薄片2,对其一外表面喷涂炭粉或耐高温漆制作散斑,把制作好散斑的待测量薄片2放在开口上,散斑朝上,即朝向双目相机3的方向,使得待测量薄片2未制作散斑的一面与胶水粘连。
121.可选地,还包括同步触发器6;
122.通过所述同步触发器6,所述双目相机3与所述控制设备4连接;
123.所述控制设备4通过所述同步触发器6,控制所述双目相机3每隔预设时长,拍摄所述待测量薄片2变形的图像。
124.本发明实施例提供的固化应力测量系统还包括同步触发器6,同步触发器6被设置为控制双目相机3每隔预设时长采集一次待测量薄片2变形的图像,从而实现采集待测量薄片2变形过程中的图像。
125.如图4所示,本发明实施例还提供一种固化应力测量方法,应用于上中任一项所述的固化应力测量系统,所述方法包括:
126.步骤401:获取双目相机采集的待测量薄片变形过程中的图像。
127.本步骤获取的图像可以为上述双目相机每隔预设时长采集的图像,包括双目相机中左相机采集的图像和右相机采集的图像。
128.步骤402:根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息。
129.首先对二维数字图像相关法(2d digital image correlation,2d-dic)的原理进行介绍如下:
130.2d-dic可以测量变形物体在平面二维空间中的位移,进而可通过位移数据计算应变等信息。对参考图像和待匹配图像进行子区划分,然后进行种子点选择,具体地,以图像中心点为原点,对整幅图像划分成4个象限,通过相关性搜索比较四个象限的中心点和图像中心点共5个点的相关性大小,将相关性最强的点作为种子点,并得到种子点处的位移值;获取种子点的位移值后,进行零阶差值,具体地,以种子点为中心点分别向上下左右零阶插值扩散,每扩散一次使用下山法搜索得到最接近的位移值,进而得到种子点所在列的位移值,通过一阶插值或二阶插值外推预测剩余点的位移值,每预测一个点的位移,就立刻使用爬山法或者下山法搜索进行位移值矫正,进而得到插值点的位移值;此时已经得到所述子区的中心点的位移,也就是位移场,然后运用正向增量的牛顿-拉夫森(forward additive newton-raphson,fa-nr)或者反向组合高斯牛顿(inverse compositional gauss-newton)亚像素算法搜索得到亚像素级别的位移场。
131.利用上述的2d-dic匹配和获取的图像,生成待测量薄片的固化变形信息,固化变形信息用于后续的获取后续的应力信息;其中,固化变形信息包括固化变形前后的二维位移、固化前的表面三维信息和固化后的表面三维信息。
132.步骤403:根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片的应力信息。
133.在得到固化变形信息后,根据固化变形信息,通过应力计算得到待测量薄片固化变形过程中的应力信息。
134.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
135.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像;
136.所述根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息,包括:
137.根据所述双目相机对应的标定参数,对第一初始图像和第二初始图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一初始图像和矫正后的第二初始图像;
138.以所述矫正后的第一初始图像为参考图像、所述矫正后的第二初始图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
139.根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
140.其中,所述第一初始图像为所述双目相机中的左相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像;
dic进行匹配,得到第一预设方向(u或者v)的位移场,该位移场即为视差图,根据上述的标定参数和第一预设方向的位移场可以计算得到固化变形后的表面三维信息(xa,ya,za),即第二三维信息。
155.需要说明的是,在得到待测量薄片的固化变形后的表面三维信息的过程中,得到的第一预设方向的位移场与在得到待测量薄片的固化变形前的表面三维信息的过程中,得到的第一预设方向的位移场的方向相同。
156.可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
157.所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
158.所述根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息,包括:
159.以第一初始图像为参考图像、第一变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
160.其中,所述二维位移信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的第一预设方向的位移和第二预设方向的位移;
161.所述第一预设方向和所述第二预设方向垂直;
162.所述第一初始图像为所述双目相机中的其中一相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,所述其中一相机在目标时刻拍摄的变形图像;
163.所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
164.在本发明实施例中,已经得到固化前的表面三维信息(xb,yb,zb)和固化后的表面三维信息(xa,ya,za),但是固化前的表面三维信息和固化后的表面三维信息不是对应关系,即待测量薄片变形前的一个点无法映射到变形后的对应点上,因此,需要进行对应点跟踪,来找到对应点在固化变形前后的表面三维信息。待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息是跟踪的基础,得到待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息的过程如下:以第一初始图像作为参考图像,以第一变形图像为待匹配图像,其中,所述第一初始图像可以为通过双目相机的左相机采集的待测量薄片的初始图像,也可以为通过双目相机的右相机采集的待测量薄片的初始图像,所述第一变形图像可以为通过双目相机的左相机拍摄的待测量薄片在固化变形过程中某一时刻的固化左图,也可以为通过双目相机的右相机拍摄的待测量薄片在固化变形过程中某一时刻的固化右图,在第一初始图像为通过双目相机的左相机采集的待测量薄片的初始图像的情况下,第一变形图像为通过双目相机的左相机拍摄的待测量薄片在固化变形过程中某一时刻的固化左图,在第一初始图像为通过双目相机的右相机采集的待测量薄片的初始图像的情况下,第一变形图像为通过双目相机的右相机拍摄的待测量薄片在固化变形过程中某一时刻的固化右图。本发明实施例以第一初始图像为通过双目相机的左相机采集的待测量薄片的初始图像,第一变形图像为通过双目相机的左相机拍摄的待测量薄片在固化变形过程中某一时刻的固化左图为例进行说明,即以第一初始图像l1作为参考图像,第一变形图像l2作为待匹配图像,对第一初始图像l1和第一变形图像l2使用上述的2d-dic匹配,得到两个方向,即第一预设方向和第二
预设方向(u和v)位移,此时的位移就是待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移。
165.待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移是跟踪的基础,因为它表明了第一初始图像l1到第一变形图像l2的映射关系,即变形前的点和相应的变形后的点,形成了映射关系。
166.可选地,所述根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片的应力信息,包括:
167.根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场;
168.根据所述目标位移场,得到所述待测量薄片的应力信息。
169.在获取到固化变形信息后,根据固化变形信息可以得到待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的三维位移场,即目标位移场。根据目标位移场进行应力计算,得到待测量薄片的应力信息。
170.可选地,所述根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场,包括:
171.根据所述固化变形信息中的二维位移信息和所述固化变形信息中的第一三维信息,得到目标三维信息;
172.根据所述目标三维信息和所述固化变形信息中的第二三维信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场。
173.根据固化变形信息计算得到目标位移场的过程为:根据上述过程,得到固化变形信息中的待测量薄片的固化变形前的表面三维信息(第一三维信息)、待测量薄片的固化变形后的表面三维信息(第二三维信息)和待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移(二维位移信息)。
174.由于待测量薄片的固化变形前的表面三维信息(xb,yb,zb)和固化变形后的表面三维信息(xa,ya,za)没有对应关系,不能直接作差,因此,结合待测量薄片的固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息(映射关系),在固化变形后的表面三维信息(xa,ya,za)上进行双线性插值,能够得到对应点在固化变形后的表面三维信息(xw,yw,zw),即目标三维信息。也就是说,表面三维信息(xw,yw,zw)是通过固化变形后的表面三维信息(xa,ya,za)和待测量薄片的固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息得到的。最后表面三维信息(xw,yw,zw)与固化变形前的表面三维信息(xb,yb,zb)坐标差即为三维位移场,也就是目标位移场,如下式所示:
[0175][0176]
可选地,所述根据所述目标位移场,得到所述待测量薄片的应力信息,包括以下至少之一:
[0177]
根据预设的薄片和胶体的本构方程和应变场,得到所述待测量薄片与胶水粘连处的应力信息;所述应变方程是根据所述目标位移场得到的;
[0178]
根据所述目标位移场和预设的有限元分析软件,得到所述待测量薄片的应力分布
信息。
[0179]
在获得上述的三维位移场(目标位移场)后,根据目标位移场计算得到待测量薄片的应力信息包括:根据目标位移场,通过最小二乘法计算应变场,得到应变场后,可根据预设的薄片和胶体的本构方程来计算待测量薄片和胶水粘接界面处的应力信息;和/或,把获得的目标位移场作为边界条件,导入有限元分析软件,直接计算得到待测量薄片的应力分布信息。
[0180]
如图5所示,本发明实施例还提供一种固化应力测量装置,包括:
[0181]
图像获取模块501,用于获取双目相机采集的待测量薄片变形过程中的图像;
[0182]
第一处理模块502,用于根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息;
[0183]
第二处理模块503,用于根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片的应力信息。
[0184]
可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
[0185]
所述图像包括所述待测量薄片的初始图像;
[0186]
所述第一处理模块502,包括:
[0187]
第一处理单元,用于根据所述双目相机对应的标定参数,对第一初始图像和第二初始图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一初始图像和矫正后的第二初始图像;
[0188]
第一匹配单元,用于以所述矫正后的第一初始图像为参考图像、所述矫正后的第二初始图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
[0189]
第二处理单元,用于根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
[0190]
其中,所述第一初始图像为所述双目相机中的左相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像;
[0191]
所述第二初始图像为所述双目相机中的右相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像。
[0192]
可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
[0193]
所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
[0194]
所述第一处理模块502,包括:
[0195]
第三处理单元,用于根据所述双目相机对应的标定参数,对第一变形图像和第二变形图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一变形图像和矫正后的第二变形图像;
[0196]
第二匹配单元,用于以所述矫正后的第一变形图像为参考图像、所述矫正后的第二变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
[0197]
第四处理单元,用于根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
[0198]
其中,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的左相机拍摄的变形图像;
[0199]
所述第二变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的右相机拍摄的变形图像;
[0200]
所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
[0201]
可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
[0202]
所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
[0203]
所述第一处理模块502,包括:
[0204]
第三匹配单元,用于以第一初始图像为参考图像、第一变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
[0205]
其中,所述二维位移信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的第一预设方向的位移和第二预设方向的位移;
[0206]
所述第一预设方向和所述第二预设方向垂直;
[0207]
所述第一初始图像为所述双目相机中的其中一相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,所述其中一相机在目标时刻拍摄的变形图像;
[0208]
所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
[0209]
可选地,所述第二处理模块503,包括:
[0210]
第五处理单元,用于根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场;
[0211]
第六处理单元,用于根据所述目标位移场,得到所述待测量薄片的应力信息。
[0212]
可选地,所述第五处理单元,具体用于:
[0213]
根据所述固化变形信息中的二维位移信息和所述固化变形信息中的第一三维信息,得到目标三维信息;
[0214]
根据所述目标三维信息和所述固化变形信息中的第二三维信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场。
[0215]
可选地,所述第六处理单元,具体用于以下至少之一:
[0216]
根据预设的薄片和胶体的本构方程和应变场,得到所述待测量薄片与胶水粘连处的应力信息;所述应变方程是根据所述目标位移场得到的;
[0217]
根据所述目标位移场和预设的有限元分析软件,得到所述待测量薄片的应力分布信息。
[0218]
需要说明的是,本发明实施例提供的固化应力测量装置,是能够执行上述的固化应力测量方法的装置,则上述的固化应力测量方法的所有实施例均适用于该装置,且能够达到相同或者相似的技术效果。
[0219]
如图6所示,本发明实施例还提供一种固化应力测量设备,包括:处理器601、存储器602及存储在所述存储器602上并可在所述处理器601上运行的程序,所述程序被所述处理器601执行时实现如上中任一项所述的固化应力测量方法的步骤。
[0220]
可选地,还包括:收发机603,所述收发机603,用于在所述处理器601的控制下接收
和发送数据。
[0221]
具体地,所述处理器601,用于:
[0222]
获取双目相机采集的待测量薄片变形过程中的图像;
[0223]
根据二维数字图像相关法2d-dic和所述图像,得到所述待测量薄片的固化变形信息;
[0224]
根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片的应力信息。
[0225]
可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
[0226]
所述图像包括所述待测量薄片的初始图像;
[0227]
所述处理器601,具体用于:
[0228]
根据所述双目相机对应的标定参数,对第一初始图像和第二初始图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一初始图像和矫正后的第二初始图像;
[0229]
以所述矫正后的第一初始图像为参考图像、所述矫正后的第二初始图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
[0230]
根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形前对应的第一三维信息;
[0231]
其中,所述第一初始图像为所述双目相机中的左相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像;
[0232]
所述第二初始图像为所述双目相机中的右相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像。
[0233]
可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
[0234]
所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相机在目标时刻拍摄的变形图像;
[0235]
所述处理器601,具体用于:
[0236]
根据所述双目相机对应的标定参数,对第一变形图像和第二变形图像分别进行极线矫正,得到矫正后的第一变形图像和矫正后的第二变形图像;
[0237]
以所述矫正后的第一变形图像为参考图像、所述矫正后的第二变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到第一预设方向的位移场;
[0238]
根据所述第一预设方向的位移场和所述双目相机对应的标定参数,得到所述待测量薄片固化变形后对应的第二三维信息;
[0239]
其中,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的左相机拍摄的变形图像;
[0240]
所述第二变形图像为所述待测量薄片变形后,在目标时刻所述双目相机中的右相机拍摄的变形图像;
[0241]
所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
[0242]
可选地,所述固化变形信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
[0243]
所述图像包括所述待测量薄片的初始图像和所述待测量薄片变形后,所述双目相
机在目标时刻拍摄的变形图像;
[0244]
所述处理器601,具体用于:
[0245]
以第一初始图像为参考图像、第一变形图像为待匹配图像,通过所述2d-dic进行匹配,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的二维位移信息;
[0246]
其中,所述二维位移信息包括所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的第一预设方向的位移和第二预设方向的位移;
[0247]
所述第一预设方向和所述第二预设方向垂直;
[0248]
所述第一初始图像为所述双目相机中的其中一相机拍摄的所述待测量薄片的初始图像,所述第一变形图像为所述待测量薄片变形后,所述其中一相机在目标时刻拍摄的变形图像;
[0249]
所述目标时刻为所述待测量薄片变形后对应的任一拍摄时刻。
[0250]
可选地,所述处理器601,具体用于:
[0251]
根据所述固化变形信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场;
[0252]
根据所述目标位移场,得到所述待测量薄片的应力信息。
[0253]
可选地,所述处理器601,具体用于:
[0254]
根据所述固化变形信息中的二维位移信息和所述固化变形信息中的第一三维信息,得到目标三维信息;
[0255]
根据所述目标三维信息和所述固化变形信息中的第二三维信息,得到所述待测量薄片固化变形前与固化变形后对应的目标位移场。
[0256]
可选地,所述处理器601,具体用于以下至少之一:
[0257]
根据预设的薄片和胶体的本构方程和应变场,得到所述待测量薄片与胶水粘连处的应力信息;所述应变方程是根据所述目标位移场得到的;
[0258]
根据所述目标位移场和预设的有限元分析软件,得到所述待测量薄片的应力分布信息。
[0259]
其中,在图6中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器601代表的一个或多个处理器和存储器602代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供用户接口604。收发机603可以是多个元件,即包括发送机和接收机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器601负责管理总线架构和通常的处理,存储器602可以存储处理器601在执行操作时所使用的数据。
[0260]
另外,本发明具体实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的固化应力测量方法中的步骤。
[0261]
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
再多了解一些

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