试件形变量的确定方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种试件形变量的确定方法、装置及存储介质，涉及材料测量技术领域，该方案可以对由裂纹等引起的非均匀非连续的位移场进行测量。该方法包括：获取待测试件的第一图像和第二图像；对第一图像或第二图像进行网格划分，并基于流形元建立网格上的数学覆盖和物理覆盖；确定目标点的位置，建立目标点的位置与物理覆盖的物理覆盖值的第一对应关系，并建立目标点的位置与数学覆盖的数学覆盖值的第二对应关系；确定目标点在第一图像中的第一灰度值、目标点在第二图像中的第二灰度值以及目标点的图像梯度；根据第一对应关系、第二对应关系、第一灰度值、第二灰度值和图像梯度，确定第三对应关系，最后确定待测试件的形变量。

【技术实现步骤摘要】
试件形变量的确定方法、装置及存储介质
本申请实施例涉及材料测量
，尤其涉及一种试件形变量的确定方法、装置及存储介质。
技术介绍
目前，数字图像相关技术(DigitalImageCorrelation，DIC)和数字体图像相关技术(DigitalVolumeCorrelation，DVC)在试件形变测量领域有着广泛应用。其中，DIC是采用二维成像技术建立形变前后的试件的表面数字图像，然后通过比较这些表面数字图像给出试件表面的位移场和应变场；DVC是采用三维成像技术建立形变前后的试件的体图像，然后通过比较这些体图像给出试件在三维空间中(试件表面及其内部)的位移场和应变场。然而，现有的DIC/DVC试件形变测量方法，仅适用于连续变形场、或含有简单裂纹的非连续形变场的测量，而对于多条复杂裂纹等引起的非连续的位移场难以准确测量。
技术实现思路
本申请提供一种试件形变量的确定方法、装置及存储介质，可以对由裂纹等不连续面引起的非均匀非连续的位移场进行测量。为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：第一方面，本申请提供一种试件形变量的确定方法，包括：获取待测试件的第一图像和第二图像；第一图像为待测试件产生形变之前的图像；第二图像为待测试件产生形变之后的图像；对第一图像或第二图像进行网格划分，并基于流形元建立网格上的数学覆盖和物理覆盖；确定目标点的位置，建立目标点的位置与物理覆盖的物理覆盖值的第一对应关系，并建立目标点的位置与数学覆盖的数学覆盖值的第二对应关系；确定目标点在第一图像中的第一灰度值、目标点在第二图像中的第二灰度值以及目标点的图像梯度；根据第一对应关系、第二对应关系、第一灰度值、第二灰度值和图像梯度，确定第三对应关系；根据第三对应关系，确定待测试件的形变量。当待测试件中含有裂纹时，待测试件形变后裂纹两侧的形变是非连续的。基于流形元建立网格上的数学覆盖和物理覆盖，可以确定出目标点的第一对应关系和第二对应关系。而形变前后的第一图像和第二图像中目标点的灰度值是满足灰度守恒原理的，可以基于这一原理建立第三对应关系。确定出目标点在第一图像中的第一灰度值、目标点在第二图像中的第二灰度值、目标点的图像梯度后，将其连同第一、第二对应关系，一同代入到第三对应关系，进而确定出裂纹影响下目标点处待测试件的形变量。因此，本申请提供的试件形变量的确定方法，可以对由复杂裂纹等引起的非均匀非连续的位移场进行测量。可选的，在一种可能的设计方式中，第一图像和第二图像为二维图像，或者，第一图像和第二图像为三维图像。可选的，在另一种可能的设计方式中，在第一图像和第二图像为二维图像的情况下，上述“基于流形元建立网格上的数学覆盖和物理覆盖”可以包括：基于流形元建立网格上的数学覆盖；基于第一图像或第二图像中的非连续线，对数学覆盖进行切割，得到物理覆盖；非连续线包括待测试件的边界线、待测试件中不同材料的交界线和待测试件的裂纹线中的至少一种。可选的，在另一种可能的设计方式中，在第一图像和第二图像为三维图像的情况下，上述“基于流形元建立网格上的数学覆盖和物理覆盖”可以包括：基于流形元建立网格上的数学覆盖；基于第一图像或第二图像中的非连续面，对数学覆盖进行切割，得到物理覆盖；非连续面包括待测试件的边界面、待测试件中不同材料的交界面和待测试件的裂纹面中的至少一种。可选的，在另一种可能的设计方式中，上述“根据第三对应关系，确定待测试件的形变量”可以包括：基于灰度守恒原理，采用变分法，建立线性方程组，求解线性方程组，确定待测试件的形变量。可选的，在另一种可能的设计方式中，本申请实施例提供的试件形变量的确定方法还可以包括：根据待测试件的实际大小、第一图像中的像素数量，确定第一图像中各个像素的大小；在第一图像中确定目标点，根据第一图像中各个像素的大小确定目标点的坐标值。可选的，在另一种可能的设计方式中，上述确定目标点可以包括；将第一图像中各个像素的像素中心确定为目标点。可选的，在另一种可能的设计方式中，所述图像梯度为所述目标点在所述第一图像中的图像梯度，或者，所述图像梯度为所述目标点在所述第二图像中的图像梯度，或者，所述图像梯度为所述目标点在所述第一图像中的第一梯度与所述目标点在所述第二图像中的第二梯度的均值。第二方面，本申请提供一种试件形变量的确定装置，包括：获取模块、划分模块和确定模块；获取模块，用于获取待测试件的第一图像和第二图像；第一图像为待测试件产生形变之前的图像；第二图像为待测试件产生形变之后的图像；划分模块，用于对第一图像或第二图像进行网格划分，并基于流形元建立网格上的数学覆盖和物理覆盖；确定模块，用于确定目标点的位置，建立目标点的位置与物理覆盖的物理覆盖值的第一对应关系，并建立目标点的位置与数学覆盖的数学覆盖值的第二对应关系；确定模块，还用于确定目标点在第一图像中的第一灰度值、目标点在第二图像中的第二灰度值以及目标点的图像梯度；确定模块，还用于根据第一对应关系、第二对应关系、第一灰度值、第二灰度值和图像梯度，确定第三对应关系；确定模块，还用于根据第三对应关系，确定待测试件的形变量。可选的，在一种可能的设计方式中，第一图像和第二图像为二维图像，或者，第一图像和第二图像为三维图像。可选的，在另一种可能的设计方式中，在第一图像和第二图像为二维图像的情况下，划分模块具体用于：基于流形元建立网格上的数学覆盖；基于第一图像或第二图像中的非连续线，对数学覆盖进行切割，得到物理覆盖；非连续线包括待测试件的边界线、待测试件中不同材料的交界线和待测试件的裂纹线中的至少一种。可选的，在另一种可能的设计方式中，在第一图像和第二图像为三维图像的情况下，划分模块具体用于：基于流形元建立网格上的数学覆盖；基于第一图像或第二图像中的非连续面，对数学覆盖进行切割，得到物理覆盖；非连续面包括待测试件的边界面、待测试件中不同材料的交界面和待测试件的裂纹面中的至少一种。可选的，在另一种可能的设计方式中，确定模块具体用于：基于灰度守恒原理，采用变分法，建立线性方程组，求解线性方程组，确定待测试件的形变量。可选的，在另一种可能的设计方式中，确定模块还用于：根据待测试件的实际大小、第一图像中的像素数量，确定第一图像中各个像素的大小；在第一图像中确定目标点，根据第一图像中各个像素的大小确定目标点的坐标值。可选的，在另一种可能的设计方式中，确定模块具体用于：将第一图像中各个像素的像素中心确定为目标点。可选的，在另一种可能的设计方式中，所述图像梯度为所述目标点在所述第一图像中的图像梯度，或者，所述图像梯度为所述目标点在所述第二图像中的图像梯度，或者，所述图像梯度为所述目标点在所述第一图像中的第一梯度与所述目标点在所述第二图像中的第二梯度的均值。第三方面，本申请提供一种试件形变量的确定装置，包括存储器、处理器、总线和通信接口；存储器用于存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试件形变量的确定方法，其特征在于，包括：/n获取待测试件的第一图像和第二图像；所述第一图像为所述待测试件产生形变之前的图像；所述第二图像为所述待测试件产生形变之后的图像；/n对所述第一图像或所述第二图像进行网格划分，并基于流形元建立所述网格上的数学覆盖和物理覆盖；/n确定目标点的位置，建立所述目标点的位置与所述物理覆盖的物理覆盖值的第一对应关系，并建立所述目标点的位置与所述数学覆盖的数学覆盖值的第二对应关系；/n确定所述目标点在所述第一图像中的第一灰度值、所述目标点在所述第二图像中的第二灰度值以及所述目标点的图像梯度；/n根据所述第一对应关系、所述第二对应关系、所述第一灰度值、所述第二灰度值和所述图像梯度，确定第三对应关系；/n根据所述第三对应关系，确定所述待测试件的形变量。/n

【技术特征摘要】
1.一种试件形变量的确定方法，其特征在于，包括：
获取待测试件的第一图像和第二图像；所述第一图像为所述待测试件产生形变之前的图像；所述第二图像为所述待测试件产生形变之后的图像；
对所述第一图像或所述第二图像进行网格划分，并基于流形元建立所述网格上的数学覆盖和物理覆盖；
确定目标点的位置，建立所述目标点的位置与所述物理覆盖的物理覆盖值的第一对应关系，并建立所述目标点的位置与所述数学覆盖的数学覆盖值的第二对应关系；
确定所述目标点在所述第一图像中的第一灰度值、所述目标点在所述第二图像中的第二灰度值以及所述目标点的图像梯度；
根据所述第一对应关系、所述第二对应关系、所述第一灰度值、所述第二灰度值和所述图像梯度，确定第三对应关系；
根据所述第三对应关系，确定所述待测试件的形变量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一图像和所述第二图像为二维图像，或者，所述第一图像和所述第二图像为三维图像。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一图像和所述第二图像为二维图像的情况下，所述基于流形元建立所述网格上的数学覆盖和物理覆盖，包括：
基于流形元建立所述网格上的所述数学覆盖；
基于所述第一图像或所述第二图像中的非连续线，对所述数学覆盖进行切割，得到所述物理覆盖；所述非连续线包括所述待测试件的边界线、所述待测试件中不同材料的交界线和所述待测试件的裂纹线中的至少一种。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一图像和所述第二图像为三维图像的情况下，所述基于流形元建立所述网格上的数学覆盖和物理覆盖，包括：
基于流形元建立所述网格上的数学覆盖；
基于所述第一图像或所述第二图像中的非连续面，对所述数学覆盖进行切割，得到所述物理覆盖；所述非连续面包括所述待测试件的边界面、所述待测试件中不同材料的交界面和所述待测试件的裂纹面中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三对应关系，确定所述待测试件的形变量，包括：
基于灰度守恒原理，采用变分法，建立线性方程组，求解所述线性方程组，确定所述待测试件的形变量。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：武杰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12