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龍圖騰網恭喜江蘇明珠試驗機械有限公司申請的專利一種無標記點的視頻引伸測量裝置的工作方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114264541B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202111309912.3，技術領域涉及：G01N3/02；該發明授權一種無標記點的視頻引伸測量裝置的工作方法是由包達飛;朱安明設計研發完成，并于2021-11-07向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種無標記點的視頻引伸測量裝置的工作方法在說明書摘要公布了：本發明涉及一種無標記點的視頻引伸測量裝置的工作方法。包括標定板、工控機、單目相機、聲光報警器、程控藍光光源、DA轉換模塊和電源,包括以下三個步驟：系統標定、引伸率測量和結果輸出。本發明采用了機器視覺的方式進非接觸式測量，利用材料自身的紋理代替傳統的人工標記點，能夠有效提升測量精度和測量效率。

本發明授權一種無標記點的視頻引伸測量裝置的工作方法在權利要求書中公布了：1.一種無標記點的視頻引伸測量裝置的工作方法，其特征在于，所述測量裝置包括標定板、工控機、單目相機、聲光報警器、程控藍光光源、DA轉換模塊和電源；所述標定板由2×11個黑色正方形組成，用于標定圖像中像素的橫向和縱向尺寸，其中黑色正方形大小為1cm×1cm，間距為1cm；所述工控機用于圖像處理和輸出測量結果，工控機具有1個USB3.0接口、1個RS485接口和2個RS232接口，其中1個RS232接口用于測量結果的輸出，另外1個RS232連接聲光報警裝置；所述單目相機為灰度相機，采用縱向安裝方式，用于采集試驗材料的圖像，單目相機通過USB3.0接口與工控機相連；所述聲光報警器通過1個RS232接口與工控機連接，能夠接收工控機指令，在材料斷裂時進行聲光報警，提醒操作人員；所述程控藍光光源具有RS485接口，連接到工控機的RS485接口上，用于接收工控機的控制指令，以便自動調整光照強度；所述DA轉換模塊具有RS485接口，連接到工控機的RS485接口上，用于接收工控機的控制指令，將測量結果以模擬量的形式輸出；所述電源直接連接到工控機，用于給工控機供電；包括以下三個步驟：系統標定、引伸率測量和結果輸出；所述系統標定：（1）將標定板用夾具固定，通過工控機向程控光源發出控制指令，調整光照強度，使得工控機接收到的標定板圖像能夠清晰觀察到，通過工控機控制單目相機拍攝1張標定板圖像；（2）在圖像上建立以像素為單位的平面直角坐標系，原點在左下正方形的左下角，水平向右為x軸正方向，垂直向上為y軸正方向；在標定板上建立實際位置平面直角坐標系；原點在左下正方形的左下角，水平向右為X軸正方向，垂直向上為Y軸正方向；（3）通過圖像處理，檢測出所有正方形形心坐標，用{Gmn}表示，單位為像素，其中m表示行號，范圍1~11，n表示列號，范圍1~2；（4）對第1列正方形形心縱坐標{Gm1.y}和實際位置序列{5，25,45,65,85,105,125,145,165,185,205},單位為毫米,利用N次多項式進行擬合，得到擬合后的系數序列{C1N}；（5）對第2列正方形形心縱坐標{Gm2.y}和實際位置序列{5，25,45,65,85,105,125,145,165,185,205},單位為毫米,利用N次多項式進行擬合，得到擬合后的系數序列{C2N}；（6）將{C1N}和{C2N}中對應階次系數求取算術平均數，得到系數序列{CN}，根據系數序列{CN}，得到實際位置Y與縱向像素坐標y的關系為Y=f1y；（7）通過圖像處理方法，求取第1列正方形形心橫坐標均值為x1，求取第2列正方形形心橫坐標均值為x2，得到實際位置X與橫向像素坐標x的關系為X=f2x=x*20x2-x1；引伸率測量：（8）將試驗材料用夾具固定，通過工控機向程控光源發出控制指令，調整光照強度，使得工控機接收到的試驗材料圖像紋理能夠清晰觀察到，通過工控機控制單目相機拍攝1張試驗材料初始圖像；（9）在試驗材料的兩端選取兩個寬度相等的矩形區域，頂部為上選區，底部為下選區；（10）對上選區內的圖像進行特征點檢測，將檢測到的K1個的特征點的縱坐標組成序列{Pk1.y}，將檢測到的K1個特征點的橫坐標組成序列{Pk1.x}，對下選區內的圖像進行特征點檢測，將檢測到的K2個的特征點的縱坐標組成序列{Pk2.}，將檢測到的K2個特征點的橫坐標組成序列{Pk2.x}；（11）將序列{Pk1.y}的每個值代入Y=f1y，得到上選區每個特征點的Y方向位置，將序列{Pk1.x}的每個值代入X=f2x，得到上選區每個特征點的X方向位置，將序列{Pk2.y}的每個值代入Y=f1y，得到下選區每個特征點的Y方向位置，將序列{Pk2.x}的每個值代入X=f2x，得到下選區每個特征點的X方向位置；（12）將上選區K1個特征點的X、Y方向位置求取算術平均值，得到上選區的中心位置PU為X1,Y1，將下選區K2個特征點的X、Y方向位置求取算術平均值，得到下選區的中心位置PD為X2,Y2；（13）試驗材料原始長度L1即為PU和PD兩點的距離；（14）經過DT時間后，試驗材料被引伸變形，通過工控機控制單目相機采集當前時刻試驗材料的圖像；（15）對圖像進行特征點檢測，并與初始圖像進行匹配，與初始圖像上選區匹配成功的K3個特征點的縱坐標組成序列{PK3.y}，橫坐標組成序列{PK3.x}，與初始圖像下選區匹配成功的K4個特征點的縱坐標組成序列{PK4.y}，橫坐標組成序列{PK4.x}；（16）將{PK3.y}和{PK3.x}分別代入Y=f1y和X=f2x，并對結果進行算術平均處理，得到當前時刻上選區的中心位置QU為X3,Y3，將{Pk4.y}和{Pk4.x}分別代入Y=f1y和X=f2x，并對結果進行算術平均處理，得到當前時刻下選區的中心位置QD為X4,Y4；（17）當前時刻試驗材料長度L2即為QU和QD兩點的距離；（18）不斷重復（13）~（16），能夠得到引伸過程中試驗材料的長度變化，并將該長度組成序列{LT}；T表示離散時間點；（19）對序列{LT}進行M次多項式擬合，得到試驗材料長度L與時間t的關系模型為L=f3t；（20）假如試驗材料在t0時刻斷裂，那么斷裂時刻的試驗材料的長度 ；（21）試驗材料的引伸率表示為；結果輸出：（22）工控機向聲光報警器發出控制指令，以聲音和燈光形式提醒操作人員試驗材料斷裂；（23）工控機通過RS232接口，以數字量輸出引伸率；（24）工控機向DA轉換模塊發出控制指令，以模擬電壓形式輸出引伸率。

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