【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量技术、设备监测，尤其涉及三维全场应变测量方法及其在机械设备中的应用。
技术介绍
1、应变是指在外力和非均匀温度场等因素作用下物体局部的相对变形，在机械设计和制造中，对产品进行应变评估监测是考量其使用可靠性的手段之一，尤其是对于一些工作过程中受外部作用力较大亦或者存在较大振动的设备而言，例如起重机设备、载具、转运装置等，在其布设于使用现场时，设备往往会因为工作环境、工作对象、零部件性能衰减的影响，而呈现不同的应变情况，目前在应变测量中，采用双目视觉和结构光的技术组合进行三维重建，然后分析检测对象应变情况的方案较为多见，例如中国专利申请三维变形测量系统、方法、装置和存储介质(申请号：202011424019.0)、机翼三维变形测量方法及装置(202110925790.4)；对于这些方案而言，其对参照物的依赖较高，尤其是采用格栅条纹作为参照对象时，其对检测环境具有一定要求，例如投影格栅条纹的装置需要较好的位置对待检测对象进行投影，然后需要相机在对应的反射位置上进行影像采集，这对于室外工作的起重机等大型设备而言，在实施应用上存在较大的不便，因此，如何针对室外应用设备或大型设备进行应变测量，同时对其工作不造成干扰是非常具有现实意义的研究课题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种实施可靠、应用灵活且结果参考性佳的三维全场应变测量方法及其在机械设备中的应用。
2、为了实现上述的技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种三维全
4、s01、从至少一个方向获取待检测对象在第一状态时的表面图像，生成至少一个第一图像；
5、s02、在生成的第一图像中选取参照点，生成第一参照点信息；
6、s03、令待检测对象受应变作用力而由第一状态进入到第二状态；
7、s04、从至少一个方向获取待检测对象在第二状态时的表面图像，生成至少一个第二图像；
8、s05、在生成的第二图像中选取参照点，生成第二参照点信息；
9、s06、根据第一参照点信息和至少一个第一图像对待检测对象进行三维轮廓反演，生成第一轮廓数据；
10、s07、根据第二参照点信息和至少一个第二图像对待检测对象进行三维轮廓反演，生成第二轮廓数据；
11、s08、按预设条件将第一轮廓数据与第二轮廓数据进行对比，获得待检测对象在第一状态进入到第二状态后的应变信息。
12、作为一种可能的实施方式，进一步，本方案s01、s04中，对待检测对象在第一状态、第二状态时进行表面图像获取的方式为通过影像获取单元进行，所述影像获取单元的数量为至少三个，其分别从至少三个方向对待检测对象进行表面图像获取，其对应所生成的第一图像、第二图像均至少为三个；
13、其中，s01中所生成的第一图像被汇集形成第一图像组；
14、s04中所生成的第二图像被汇集形成第二图像组；
15、另外，第一图像、第二图像被生成时，还相应生成与之对应的唯一图像id。
16、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s02、s04中，所述待检测对象表面具有用于选取参照点的特征结构或特征标记，其数量为多个，且设为特征点；
17、所述第一图像、第二图像对应的图像范围至少覆盖待检测对象表面三个以上特征点；
18、其中，所述特征点被选取为参照点时，其对应生成的第一参照信息和/或第二参照信息中均具有相应特征点id，且不同特征点的id编号不同。
19、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s01、s04中，从至少一个方向获取待检测对象在第一状态、第二状态时的表面图像时，还记录不同所述影像获取单元对待检测对象表面图像进行获取时的相对位置，以及所述影像获取单元的姿态数据和工作参数；
20、所述第一图像、第二图像中均具有一个特征点位于图像画面中心；
21、所述第一图像、第二图像生成时，还相应生成关联信息，该关联信息包括生成对应第一图像、第二图像的影像获取单元的位置数据、姿态数据、工作参数、生成时间。
22、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s02中，在生成的第一图像中选取参照点，生成第一参照点信息包括：
23、获取所有生成的第一图像，对第一图像中的特征点进行定位，生成第一特征点定位信息，然后对特征点进行id赋值，
24、其中，第一特征点定位信息用于标记不同特征点在第一图像中的位置信息，其与第一图像的图像id和特征点对应的特征点id相关联；
25、另外，不同第一图像之间的相同特征点id的赋值相同，然后汇集所有第一图像中的第一特征点定位信息及特征点id，生成第一参照点信息。
26、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s04中，在生成的第二图像中选取参照点，生成第二参照点信息包括：
27、获取所有生成的第二图像，对第二图像中的特征点进行定位，生成第二特征点定位信息，然后将第二特征点定位信息与第一参照点信息对应的第一特征点定位信息进行对比匹配，当存在相同特征点时，将第二图像中对应的相同特征点参照第一参照点信息进行id赋值，当存在不同特征点时，对第二图像中对应的不同特征点进行id赋值，然后汇集所有第二图像中的第二特征点定位信息及特征点id，生成第二参照点信息；
28、其中，第二特征点定位信息用于标记不同特征点在第二图像中的位置信息，其与第二图像的图像id和特征点对应的特征点id相关联。
29、作为一种较优的实施选择，优选的，本方案s06包括：
30、a01、获取第一图像组和第一参照点信息，以及第一图像组中第一图像对应的关联信息；
31、a02、构建虚拟三维坐标系；
32、a03、从第一参照点信息中提取一特征点id，将其设为特征点a，基于所提取出的特征点id从第一参照点信息中提取与之关联的3个第一特征点定位信息，再基于3个第一特征点定位信息从第一图像组中提取与之对应的3个第一图像以及第一图像对应的关联信息；
33、a04、根据a02所提取第一图像的关联信息，将其对应影像获取单元通过虚拟点位形式建立在三维坐标系中；
34、a05、获取a02所提取的第一图像中位于画面中心的特征点对应的特征点id，将其设为特征点b；
35、a06、结合特征点a、特征点b对应第一图像的第一特征点信息计算将特征点a移动到第一图像画面中心的位移向量，且根据该位移向量结合关联信息，对该第一图像对应的影像获取单元的姿态数据进行调整，以获得特征点a位于第一图像画面中心时，影像获取单元的影像摄取俯仰角数据，然后重复本步骤，以获得特征点a位于a02所提取3个第一图像的画面中心时，所有对应影像摄取单元的影像摄取俯仰角数据；
36、a07、以虚拟三维坐标系中对应影像获取单元的虚拟点位为起始点，经a06处理后的影像摄取俯仰角数据作为射出角度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维全场应变测量方法，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，S01、S04中，对待检测对象在第一状态、第二状态时进行表面图像获取的方式为通过影像获取单元进行，所述影像获取单元的数量为至少三个，其分别从至少三个方向对待检测对象进行表面图像获取，其对应所生成的第一图像、第二图像均至少为三个；
3.如权利要求2所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，S02、S04中，所述待检测对象表面具有用于选取参照点的特征结构或特征标记，其数量为多个，且设为特征点；
4.如权利要求3所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，S01、S04中，从至少一个方向获取待检测对象在第一状态、第二状态时的表面图像时，还记录不同所述影像获取单元对待检测对象表面图像进行获取时的相对位置，以及所述影像获取单元的姿态数据和工作参数；
5.如权利要求4所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，S02中，在生成的第一图像中选取参照点，生成第一参照点信息包括：
6.如权利要求5所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，S06
7.如权利要求6所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，S07包括：
8.如权利要求7所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，S08中，按预设条件将第一轮廓数据与第二轮廓数据进行对比，获得待检测对象在第一状态进入到第二状态后的应变信息包括如下之一：
9.一种三维全场应变测量系统，其特征在于，其包括：
10.一种机械设备应变测量方法，用于起重机机械设备的应变测量，其特征在于，其包括权利要求1至8之一所述的三维全场应变测量方法；其中，所述待检测对象为外表面外露在机械设备外的零部件。
...【技术特征摘要】
1.一种三维全场应变测量方法，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，s01、s04中，对待检测对象在第一状态、第二状态时进行表面图像获取的方式为通过影像获取单元进行，所述影像获取单元的数量为至少三个，其分别从至少三个方向对待检测对象进行表面图像获取，其对应所生成的第一图像、第二图像均至少为三个；
3.如权利要求2所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，s02、s04中，所述待检测对象表面具有用于选取参照点的特征结构或特征标记，其数量为多个，且设为特征点；
4.如权利要求3所述的三维全场应变测量方法，其特征在于，s01、s04中，从至少一个方向获取待检测对象在第一状态、第二状态时的表面图像时，还记录不同所述影像获取单元对待检测对象表面图像进行获取时的相对位置，以及所述影像获取单元的姿...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛林，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：
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