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CN108253895A - 一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法 - Google Patents

一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法 Download PDF

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CN108253895A
CN108253895A CN201810155727.5A CN201810155727A CN108253895A CN 108253895 A CN108253895 A CN 108253895A CN 201810155727 A CN201810155727 A CN 201810155727A CN 108253895 A CN108253895 A CN 108253895A
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CN
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CN201810155727.5A
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Inventor
范星龙
张玉香
张龙光
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Guangzhou Aircraft Maintenance Engineering Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Aircraft Maintenance Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法，包括以下步骤：（1）定义图像为一个相素点分布的二维函数，取样后得到一幅N行和M列的相素图像；（2）将直径为d圆柱形标准试块直立放置于可调节高度的水平面上，以圆柱形标准试块上表面确定为测量基准面，采集圆柱形标准试块上表面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤（1）中定义的像素图像中，取圆柱形标准试块顶面图像圆周上过同一直径的两点a，b，并计算得出校正系数K值；（3）调节水平面高度，使得待测件的待测量面与测量基准面在同一高度上；（4）采集待测面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤（1）中定义的像素图像中，取裂纹的始末测量点；（5）计算测量点之间的距离，即裂纹直线长度L。

Description

一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法
技术领域
本发明涉及一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法。
背景技术
材料在应力或环境作用下容易产生裂纹，裂纹的出现和扩展，使材料的机械性能明显变差。表面裂纹长度的精确测量是准确获得表面裂纹扩展速率进而对材料或构件进行剩余寿命的基础和关键技术问题。现有的表面测量方法普遍存在测量设备复杂或测量精度不高的问题，因此急需一种设备简单且精度高的测量方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法，该方法所要求的测量设备简单且测量精度高。
解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法，其特征是包括以下步骤：
(1)定义图像为一个相素点分布的二维函数f(x,y)，其中x,y分别为平面横、纵坐标，对一幅图像f(x,y)取样后得到一幅N行和M列的相素图像；
(2)将直径为d圆柱形标准试块直立放置于可调节高度的水平面上，以圆柱形标准试块上表面确定为测量基准面，采集圆柱形标准试块上表面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤(1)中定义的像素图像f(x,y)中，取圆柱形标准试块顶面图像圆周上过同一直径的两点a，b，坐标分别为(xa，ya)，(xb，yb)，并计算得出校正系数K值，
(3)调节水平面高度，使得待测件的待测量面与测量基准面在同一高度上；
(4)采集待测面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤(1)中定义的像素图像f(x,y)中，取裂纹的始末测量点，坐标分别为f(x1,y1)，f(x2,y2)；
(5)计算测量点f(x1,y1)，f(x2,y2)之间的距离，即裂纹直线长度L。
优选地，在步骤(2)中a，b两点的坐标取ya＝yb，则校正系数
本发明通过引入校正系数K可有效地修正再测量过程中采集到的图像上两点的距离与实物上两点的距离之间所存在的误差
本发明的有益效果是：本发明所述的基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法，设备要求简单，操作方便、容易上手，测量迅捷、精度高且稳定，适用性强。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1是本发明的设备示意图；
图2、3是本发明测量方法的示意图。
附图标记表示如下：1-升降支座，2-测量基准面，3-图像采集器，4-立柱，5-圆柱形标准试块，6-待测件，7-相素点，8-裂纹，9-裂纹直线长度
具体实施方式
如图1、2所示，所述的基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法具体如下：
(1)定义图像为一个相素点7分布的二维函数f(x,y)，其中x,y分别为平面横、纵坐标，对一幅图像f(x,y)取样后得到一幅N行和M列的相素图像；
(2)将直径为d圆柱形标准试块直立放置于升降支座1上，通过调节升降支座1，以使得图像采集器3能清晰采集到圆柱形标准试块5上表面的图像，并以圆柱形标准试块5上表面确定测量基准面2，通过立柱4上的刻度线记录测量基准面2的高度；通过图像采集器3采集圆柱形标准试块5上表面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤(1)中定义的像素图像f(x,y)中，取圆柱形标准试块5顶面图像圆周上过同一直径的两点a，b，坐标分别为(xa，ya)，(xb，yb)，因ya＝yb，得出在该测量基准面2上的校正系数
(3)在升降支座1上放上待测件6，调节升降支座1使得待测件6的待测量面与测量基准面2在同一高度上；
(4)如图3所示，采集待测面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤(1)中定义的像素图像f(x,y)中，取裂纹的始末测量点，坐标分别为f(x1,y1)，f(x2,y2)；
(5)计算测量点f(x1,y1)，f(x2,y2)之间的距离，即裂纹直线长度L。

Claims (2)

1.一种基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）定义图像为一个相素点分布的二维函数，其中x, y分别为平面横、纵坐标，对一幅图像取样后得到一幅N行和M列的相素图像；
（2）将直径为d圆柱形标准试块直立放置于可调节高度的水平面上，以圆柱形标准试块上表面确定为测量基准面，采集圆柱形标准试块上表面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤（1）中定义的像素图像中，取圆柱形标准试块顶面图像圆周上过同一直径的两点a，b，坐标分别为（，），（，），并计算得出校正系数K值，；
（3）调节水平面高度，使得待测件的待测量面与测量基准面在同一高度上；
（4）采集待测面的平面图像，并将采集所得的图像放入步骤（1）中定义的像素图像中，取裂纹的始末测量点，，；
（5）计算测量点，之间的距离，即裂纹直线长度L，。
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的材料表面裂纹直线长度测量方法，其特征在于，在步骤（2）中a，b两点的坐标取，则校正系数 。
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