光路系统、单目三维图像采集系统及三维应变检测系统技术方案

本说明书实施例提供了一种用于三维应变检测的光路系统、单目三维图像采集系统及三维应变检测系统，属于测量技术、三维视觉技术领域，具体包括：光源设置于所述三角棱镜的前方，发射光线以在被测试样的表面产生反射光线；第一反光镜设置于光源的一侧，将反射光线反射到三角棱镜的第一镜面以形成第一虚像；第二反光镜设置于光源的另一侧，将反射光线反射到三角棱镜的第二镜面以形成第二虚像。通过本申请的处理方案，可简化采用基于三维DIC算法的三维应变测量中的光路系统，简化三维应变检测系统的结构，以及提高检测效率。以及提高检测效率。以及提高检测效率。

【技术实现步骤摘要】
光路系统、单目三维图像采集系统及三维应变检测系统


[0001]本说明书涉及测量技术、三维视觉
，具体涉及一种用于三维应变检测的光路系统、单目三维图像采集系统及三维应变检测系统。

技术介绍

[0002]目前，力学性能中变形的检测已非常普及，变形的检测可应用于各种材料和结构的应变测试检测中，一方面可用于保证产品质量合格，另一方面可用于验证材料和结构设计的合理性。因此，如何准确、高效的检测变形变得越来越重要。
[0003]目前，在变形检测中，基于DIC技术(Digital Image Correlation，数字图像相关法，又称数字散斑相关法)的传统光路系统，一般为以下两种方案：
[0004]一是采用双目图像采集装置、配合双目三维DIC算法的光路系统。
[0005]例如，专利文献1中公开了一种基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，如图1所示，在对材料拉伸的三维应变进行测量中，采用双目图像采集的光路系统，该光路系统不仅结构复杂，需要采用两个独立光源、CCD相机。而且，两个光源需要独立放置，从两个角度倾斜照射试样，使试样光场亮度难以均匀，比如当试样较大时，会出现试样中间与左右两侧光场亮度极不均匀，导致数据缺失。
[0006]二是基于单目图像采集装置、配合二维DIC算法的光路系统。
[0007]例如，专利文献2中公开了一种基于结构光的二维引伸计使用方法，如图2所示，其是通过单个相机和镜头采集图像进行处理分析，仅能够测量二维方向的应变，无法满足三维数据的测量需求。而且光源布置在相机和镜头左侧，当测量过程需求曝光时间较短时，会出现试样左右两侧亮度不均匀，导致亮度偏暗的部位出现数据缺失。
[0008]因此，现有技术中，并无相关的光路方案可搭配单目三维DIC算法进行三维应变测量，因而目前亟需一种可基于三维DIC算法且可用于三维应变检测的新光路系统。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：中国公开号CN103575227 A
[0012]专利文献2：中国公开号CN 111426280 A

技术实现思路

[0013]有鉴于此，本说明书实施例提供一种用于三维应变检测的光路系统、单目三维图像采集系统及三维应变检测系统，以简化基于三维DIC算法的三维应变测量中的光路系统，简化三维应变检测系统整体结构，提高检测效率。
[0014]本说明书实施例提供以下技术方案：
[0015]本说明书实施例提供一种用于三维应变检测的光路系统，该光路系统可包括光源、第一反光镜、第二反光镜、三角棱镜；所述光源设置于所述三角棱镜的前方，用于发射光线以在被测试样的表面产生反射光线；所述第一反光镜设置于所述光源的一侧，用于将所
述反射光线反射到所述三角棱镜的第一镜面；所述第二反光镜设置于所述光源的另一侧，用于将所述反射光线反射到所述三角棱镜的第二镜面；所述三角棱镜的第一镜面用于将所述第一反光镜反射的光线形成所述被测试样对应的第一虚像，所述三角棱镜的第二镜面用于将所述第二反光镜反射的光线形成所述被测试样对应的第二虚像。
[0016]在其中一个实施例中，所述光源正对所述被测试样设置。
[0017]在其中一个实施例中，所述光路系统还可包括：
[0018]第一调整装置，调整所述第一反光镜的位置和/或角度；
[0019]和/或，第二调整装置，调整所述第二反光镜的位置和/或角度；
[0020]和/或，第三调整装置，调整所述三角棱镜的位置和/或角度。
[0021]在其中一个实施例中，所述光路系统还可包括：固定底板，固定所述第一反光镜、所述第二反光镜和所述三角棱镜。
[0022]在其中一个实施例中，所述三角棱镜的第一镜面与所述三角棱镜的第二镜面垂直。
[0023]本说明书实施例还提供一种用于三维应变检测的单目三维图像采集系统，包括：如前述任意一项所述的光路系统，以及单目采集单元，其中该单目采集单元用于采集所述第一虚像和所述第二虚像。
[0024]在其中一个实施例中，所述单目采集单元可包括单镜头和单相机，所述单镜头与所述单相机按焦距固定。
[0025]在其中一个实施例中，所述单目三维图像采集系统还可包括：第四调整装置，调整所述单目采集单元的位置和/或高度。
[0026]本说明书实施例还提供一种三维应变检测系统，可包括：如前述任意一项所述的光路系统；以及第一应变处理设备，该第一应变处理设备用于与所述光路系统共同对所述被测试样进行三维应变检测。
[0027]本说明书实施例还提供一种三维应变检测系统，可包括：如前述任意一项所述的单目三维图像采集系统；以及第二应变处理设备，该第二应变处理设备用于与所述单目三维图像采集系统共同对所述被测试样进行三维应变检测。
[0028]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
[0029]通过将光源、左右反光镜和三角棱镜构成光线反射传输的光路系统，可简化传统应变检测中的光路系统结构设计，还可消除传统光路系统中因光场亮度不均匀而缺失测量数据的缺陷，而且光路系统可提供被测试样对应的左侧图像和右侧图像，以便基于左右侧图像信息实现三维视觉中的图像处理，而且该光路系统可配合单目图像采集系统实现被测试样的单目三维图像采集，以及基于三维DIC算法，可实现三维应变检测。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0031]图1是基于双目图像采集的拉伸计中传统光路系统的结构示意图；
[0032]图2是基于单目图像采集的拉伸计中传统光路系统的结构示意图；
[0033]图3是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的光路系统的结构示意图；
[0034]图4是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的光路系统中左侧反光镜调整装置的结构示意图；
[0035]图5是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的光路系统中右侧反光镜调整装置的结构示意图；
[0036]图6是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的光路系统中三角棱镜调整装置的结构示意图；
[0037]图7是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的单目三维图像采集系统的结构示意图；
[0038]图8是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的单目三维图像采集系统中单目采集单元的调整装置的结构示意图；
[0039]图9是本说明书实施例提供的一种三维应变检测系统的结构示意图；
[0040]图10是本说明书实施例提供的一种三维应变检测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0041]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0042]以下通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于三维应变检测的光路系统，其特征在于，包括光源、第一反光镜、第二反光镜、三角棱镜；所述光源设置于所述三角棱镜的前方，用于发射光线以在被测试样的表面产生反射光线；所述第一反光镜设置于所述光源的一侧，用于将所述反射光线反射到所述三角棱镜的第一镜面；所述第二反光镜设置于所述光源的另一侧，用于将所述反射光线反射到所述三角棱镜的第二镜面；所述三角棱镜的第一镜面用于将所述第一反光镜反射的光线形成所述被测试样对应的第一虚像，所述三角棱镜的第二镜面用于将所述第二反光镜反射的光线形成所述被测试样对应的第二虚像。2.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光源正对所述被测试样设置。3.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光路系统还包括：第一调整装置，调整所述第一反光镜的位置和/或角度；和/或，第二调整装置，调整所述第二反光镜的位置和/或角度；和/或，第三调整装置，调整所述三角棱镜的位置和/或角度。4.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光路系统还包括：固定底板，固定所述第一反光镜、所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长太，
申请(专利权)人：深圳市海塞姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：