一種試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及測量領域，尤其涉及一種試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統及其方法。
【背景技術】
[0002]拉伸試樣斷后伸長率的測量是一件較為繁瑣和細致的工作，傳統的方法是將斷后的拉伸試樣進行人工拼接，采用卡尺等測量工具測量兩個標距線之間的距離。而人為拼接對測量結果的準確性影響加大，并且工作效率低。
[0003]為了解決傳統的方法所帶來的諸多缺點，同時避免試驗人員由于肉眼的疲勞以及工作的認真態度對測量結果影響，設計出一種自動測量系統迫在眉睫。隨著機器視覺的快速發展，對拉伸試樣進行自動測量系統的實現越來越成為可能。雖然市場上試樣斷后伸長率自動測量系統多重多樣，但是由于精度較低，受工作環境影響較大等缺點而達不到市場需求。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術的缺點，本發明提供一種試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統及其方法。該方法對試件標志線采用編碼的方式進行識別，能夠避免處理圖像時夾持裝置的干擾，進一步提高試件拉伸試驗斷后伸長率的準確性。
[0005]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]—種試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統，包括:
[0007]試驗臺，所述試驗臺上設置有上下相對運動的夾持裝置，所述夾持裝置與驅動裝置相連，所述夾持裝置包括上夾持裝置和下夾持裝置，所述上夾持裝置和下夾持裝置分別用于夾持試件的上端和下端，所述試驗臺上還設有擋板；
[0008]所述拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統還包括圖像采集裝置，所述圖像采集裝置將獲取的試件圖像信息傳送至中央處理器進行處理，最終測量出試件的拉伸試驗斷后伸長率。
[0009]所述中央處理器還與顯示裝置相連。
[0010]所述試驗臺的底端設置有萬向輪。
[0011]所述圖像采集裝置設置于上夾持裝置和下夾持裝置的中心線上。
[0012]—種基于試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統的測量方法，包括:
[0013]步驟(1):準備階段；
[0014]在試件的上端和下端均設置標志線以及預設編碼圖像，分別用上夾持裝置進行夾持試件的上端以及下夾持裝置進行夾持試件的下端；
[0015]步驟(2):圖像獲取階段；
[0016]采集包含上端標志線及預設編碼圖像和下端標志線及預設編碼圖像的試件斷前圖像;一段時間后，在驅動裝置的驅動下，上夾持裝置向上運動，下夾持裝置向下運動進行拉伸試件；當試件斷裂后，采集包含上端標志線及預設編碼圖像和下端標志線及預設編碼圖像的試件斷后圖像；
[0017]步驟(3):圖像處理階段；
[0018]根據試件斷前圖像以及試件斷后圖像中預設編碼圖像的幾何特征以及對預設編碼圖像的解碼處理，分別得到試件斷前上端和下端標志線間距以及試件斷后上端和下端標志線間距；提取試件斷后圖像中試件斷口處相對應的上邊界線和下邊界線，求取上邊界線和下邊界線的最大距離，進而獲取試件拉伸試驗斷后伸長率。
[0019]所述步驟(I)中的標志線為直線標志線，所述直線標志線采用消光絨材料制作而成。
[0020]所述步驟(I)中，若試件表面反光，則將試件表面進行涂設油漆處理。
[0021]所述步驟(3)中獲取試件斷前上端和下端標志線間距的過程為:
[0022]步驟(3.1.1):對試件斷前圖像進行灰度及去噪處理，并根據預設編碼圖像的幾何特征，對去噪后的試件斷前圖像進行解碼處理，獲取兩組解碼后的特征點；
[0023]步驟(3.1.2):對兩組解碼后的特征點分別進行相同的直線或曲線擬合，根據預設編碼圖像的幾何特征以及預設編碼與標志線的位置關系，最終識別試件斷前標志線的位置，得到試件斷前上端標志線和下端標志線間距。
[0024]所述步驟(3)中獲取試件斷后上端和下端標志線間距的過程為:
[0025]步驟(3.2.1):對試件斷后圖像進行灰度及去噪處理，并根據預設編碼圖像的幾何特征，對去噪后的試件斷后圖像進行解碼處理，獲取兩組解碼后的特征點；
[0026]步驟(3.2.2):對兩組解碼后的特征點分別進行相同的直線或曲線擬合，根據預設編碼圖像的幾何特征以及預設編碼與標志線的位置關系，最終識別試件斷后標志線的位置，得到試件斷后上端標志線和下端標志線間距。
[0027]所述步驟(3)中，求取試件斷口間距的過程為:
[0028]步驟(3.3.1):搜索試件斷口處上邊界線和下邊界線的所有拐點，求取試件最左邊拐點的橫坐標以及試件最右邊拐點的橫坐標；
[0029]步驟(3.3.2):在試件最左邊拐點的橫坐標以及試件最右邊拐點的橫坐標之間，分別求取上邊界線和下邊界線之間的距離，并取最大距離為試件斷口間距。
[0030]本發明的有益效果為:
[0031](I)本發明對試件標志線采用消光絨加編碼的方式避免了處理圖像時夾具等的干擾提高了識別速度;對標志線則采用特殊的材料消光絨，排除了光對采集圖片的干擾;這些處理方法極大地提高了系統的檢測精度;對試件斷口采用的處理方式使得識別的精度更高，更準確；
[0032](2)本發明采用黑色消光絨作為擋板消除光的干擾，采用編碼的形式消除夾具等的干擾，提高了識別精度、適用于各種實驗環境，滿足了市場需求。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明的試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量方法流程示意圖；
[0034]圖2是本發明的試件斷口處圖像；
[0035]圖3是本發明的試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統結構示意圖。
[0036]其中，1、試驗臺；2、夾持裝置;3、擋板;4、試件;5、圖像采集裝置;6、中央處理器;7、
顯示裝置。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明:
[0038]如圖3所示，本發明的應用試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量方法的測量系統，包括:
[0039]試驗臺1，所述試驗臺1上設置有上下相對運動的夾持裝置2,所述夾持裝置2與驅動裝置相連，所述夾持裝置2包括上夾持裝置和下夾持裝置，所述上夾持裝置和下夾持裝置分別用于夾持試件4的上端和下端，所述試驗臺1上還設有擋板3;
[0040]所述拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統還包括圖像采集裝置5,所述圖像采集裝置5將獲取的試件圖像信息傳送至中央處理器6進行處理，最終測量出試件的拉伸試驗斷后伸長率。
[0041]本實施例中，夾持裝置2包括上夾持裝置和下夾持裝置，上夾持裝置和下夾持裝置結構對稱設置。
[0042]其中，本發明的驅動裝置可為能夠實現直線運動的絲杠機構或氣缸機構。
[0043]本發明采用擋板3的目的是為了避免其他物體進入相機視野，影響試件的識別。
[0044]進一步地，本發明的圖像采集裝置5為相機，也可以采用其他圖像采集裝置進行圖像采集。其中，圖像采集裝置5設置于上夾持裝置和下夾持裝置的中心線上，這樣使得圖像采集裝置5盡量對稱地采集到試件斷前和斷后的圖像。
[〇〇45] 本實施例中，中央處理器6還與顯示裝置7相連。其中，顯示裝置7為LCD液晶顯示屏或LED顯示屏。更進一步地，試驗臺1的底端設置有萬向輪，便于試驗臺的自由移動。
[0046]如圖1所示，基于本發明的試件拉伸試驗斷后伸長率自動測量系統的測量方法，包括三個階段:準備階段、圖像獲取階段和圖像處理階段。
[〇〇47]步驟(1):準備階段；
[0048]在試件的上端和下端均設置標志線以及預設編碼圖像，分別用上夾持裝置進行夾持試件的上端以及下夾持裝置進行夾持試件的下端。
[0049]步驟(2):圖像獲取階段；
[0050]采集包含上端標志線及預設編碼圖像和下端標志線及預設編碼圖像的試件斷前圖像;一段時間后，在驅動裝置的驅動下，上夾持裝置向上運動，下夾持裝置向下運動進行拉伸試件；當試件斷裂后，采集包含上端標志線及預設編碼圖像和下端標志線及預設編碼圖像的試件斷后圖像。
[0051]步驟(3):圖像處理階段；
[〇〇52]根據試件斷前圖像以及試件斷后圖像中預設編碼圖像的幾何特征以及對預設編碼圖像的解碼處理，分別得到試件斷前上端和下端標志線間距以及試件斷后上端和下端標志線間距；提取試件斷后圖像