● 摘要
应变量的实时测量是金属拉伸试验中的一个基本测量环节，它的精度是决定试验材料众多性能指标精度的因素之一。本文针对现有接触式应变测量方法存在的弊端，根据金属拉伸试验对应变测量的要求，对基于计算机单目视觉原理的非接触测量技术在金属拉伸试验的应变测量中的应用作了初步的研究，开发了一套较完整的视觉测量系统。 论文根据计算机单目视觉原理，主要研究了图像的获取、图像的处理、图像的识别、系统标定、亚像素定位等内容。论文搭建了系统硬件平台，稳定快速地获取了特征清晰的被测物图像；分析比较了常用图像处理算法，提出采用抗干扰能力强、负面影响小的中值滤波法作为滤波算子；采用简单可靠的固定阈值法进行阈值分割。经过滤波与阈值分割等预处理后，得到了被测物的二值图；研究了Roberts算子、Sobel算子、Prewitte算子及LOG算子等边缘检测算法，经实验验证后，选择效果最佳的Roberts算子作为边缘检测器分离出被测物的线廓图，实现了对边缘的像素级粗定位；此外，根据金属拉伸试验的具体情况，设计了直线识别快速算法；根据二维视觉测量中被测物与成像间的比例关系，提出了简单精确的标定方案；最后对亚像素定位作了较深入的研究，提出了最适合该课题的灰度比例亚像素法。该算法在不增加硬件前提下，有效地提高了系统的测量精度。 论文基于Windows XP操作系统，以Borland Delphi为开发工具，采用面向对象的程序设计方法开发了相应的系统程序，通过该软件基本实现了金属拉伸试验中应变量的非接触实时测量。