● 摘要
随着新材料技术的不断发展，针对新材料的高速精密测试测量技术发展速度也很快。伴随着光学技术、数字图像处理技术、计算机技术的发展，新的测量方法和技术手段日新月异。区别于传统接触式测量仪器的新技术不断出现，使得对于材料测量的技术向高速、高精密的方向发展。其中，数字图像技术也被应用于材料的变形，破损的测量领域中。论文针对材料拉伸变形的高速精密位移测量问题，开发并探索运用单相机实现实时高精度拉伸位移的视觉图像测量方法，设计了系统的测量方案和测量装置的机械结构，并在VC平台上完善了交互交互软件，系统测量标距范围80-120mm，测量精度绝对精度 数据更新率为100hz，论文主要完成的工作包括：
1、综述了现阶段的拉伸变形的测量方法以及国内外相关的拉伸测量设备，分析了视觉图像测量材料拉伸变形的方法的优势对比，阐述其发展趋势。
2、根据拉伸变形视觉测量系统测量平面与相机的位置始终固定的特点，研究了基于固定靶标平面的单次标定方法。通过提取并运用靶标平面上的基准点，确定于标定靶标一致的试样平面上的未知像素坐标对应的物理坐标值。
3、研究运用图像相关方法对试样表面特定区域子图像进行跟踪测量，避免因为人工标记带来的操作以及标记本身对测量造成的误差。为保证系统实时性需求，将数字图像相关方法做一定的简化，对比实验数据表明该方法在精度和时间复杂度上都有较好的性能水平。
4、研制单相机的变形视觉测量装置，完成了结构设计，搭建了测量系统硬件平台，并用于实际的测试测量中。视觉测量装置除机械结构外，系统主要分为相机成像部分，计算机图像处理部分，外围光源电源等结构部件。在硬件平台之上，相应设计了一套软件系统.为保证系统的实时性，软件在图像处理过程中运用多进程综合优化调度多个任务，有较好的人机交互水平。实现了在线对钢材，橡胶，铝试样的在线测量，并在实验结果中寻找和分析实验误差，不断优化参数。
论文研究的基于视觉图像拉伸变形实时高精度测量技术和装置为材料的测试测量提供了有效的技术手段，具有广泛的应用前景。