Лабораторная работа №3

АВТОМАТИЗАЦИЯ СЪЕМА ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Проблемами автоматизации съема данных в методе фотоупругости является актуальной. Основные этапы в развитии автоматизации съема данных относятся к использованию электрических и электро-механических методов. В данной работе реализован иной алгоритм автоматизации, основанный на компьютерном анализе изображения. Для этой цели была разработана программа, позволяющая по интенсивности света на картине различать светлые и темные точки.

Применение этой программы позволило:

1) существенно улучшить качество получаемых данных по сравнению с электро-механическими методами;

2) значительно сократить время проведения эксперимента;

3) одновременно увидеть все полученные точки, соответствующие различным значениям параметров полос и изоклин.

В ходе выполнения лабораторной работы необходимо:

1. Изучить программные средства для автоматизации съема данных по картине полос и картине изоклин

а) Реализовать алгоритм, различающий интенсивность светового потока по картине, ранее сохраненной в bmp файле;

б) Реализовать алгоритм расположения перемещающихся прямых, вдоль которых происходит определение порядка полосы и изоклины;

в) Реализовать возможность перемещения найденных точек вдоль выбранных прямых, если это необходимо оператору (уточнение оператором координат фиксированной полосы);

г) Создать «Линзу», способную увеличивать изображение картины в нужной точке;

д) Разработать систему, дающую дополнительные точки, в которых требуется определить соответствующий порядок полосы или изоклины, необходимый для качественной аппроксимации данных.

2. Создать сервисный цикл, передающий полученные координаты точек в программные средства расчета напряжений и деформации.

Алгоритмы реализации поставленной задачи Программа реализована в среде разработки Delphi 7.0.

Для подготовки изображений для работы в программе можно использовать какой-нибудь графический пакет (например: Adobe Photoshop или Corel Draw).

После запуска программы на экране появится главная форма приложения.

Рис1. Главная форма приложения.

После нажатия кнопки «Новый проект» или выбрать в меню «Файл» -> «Новый проект» создается новый проект.

Рис.2 Главная форма приложения. Новый проект.

Для добавления в проект картин полос и картин изоклин нужно нажать правой кнопкой мышки на пространстве проекта, после чего в выпавшем меню выбрать «Импорт» -> «Картина полос» или «Импорт» -> «Картина изоклин». Затем в появившемся диалоговом окне открытия рисунков, выбрать необходимую картину. Также для добавления в проект новых картин можно использовать меню главной формы, для этого нужно выбрать «Правка» -> «Импорт» -> «Картина полос». Для удаления картин из проекта можно использовать всплывающее меню, либо пункт меню «Правка».

После добавления необходимой картины в проект, нужно выбрать ее в пространстве проекта, после чего картина отобразится на основной форме приложения.

Рис.3. Основная форма приложения с картиной полос.

После добавления новой картины в проект необходимо выставить оси координат на данной картине. Для этого необходимо нажать на кнопку с изображением и после появления осей координат, перетащить их мышкой в нужное место на рисунке.

Для отображения вертикальных полос (полос, по которым мы будем искать пересечение) необходимо нажать на кнопку с изображением . Каждую полосу можно с помощью мышки передвигать вдоль оси Х. Для этого необходимо нажать левую кнопку мышки в квадратной области вертикальной прямой (находится на нашей картиной) и не отпуская кнопки мышки, тащить в необходимую сторону.

Для отображения точек пересечения (искомые точки) необходимо нажать на кнопку с изображением . После чего на вертикальных полосах появятся точки синего цвета. Каждую точку можно с помощью мышки двигать вдоль вертикальной прямой. Для этого необходимо нажать левую кнопку мышки на нужной нам точке и не отпуская кнопки мышки, тащить в необходимую сторону. А также можно добавлять новые точки и удалять ненужные, для этого нужно нажать правой кнопкой мышки на вертикальной полосе и после отображения всплывающего меню, выбрать необходимый пункт.

Для изменения количества вертикальных полос необходимо нажать на кнопку с изображением и затем выбрать необходимое количество колос.

Рис.4. Основная форма приложения с изображенными осями координат, вертикальными полосами и точками пересечения.

Также в программе предусмотрена линза. Для ее включения необходимо нажать на кнопку с изображением .

Для отображения панели «Порядок полосы» необходимо нажать на кнопку с изображением .

Для отображения панели «Таблица точек» необходимо нажать на кнопку с изображением .

После того, как мы нажали на кнопку с изображением и на картине отобразились точки пересечения, мы можем каждой точке назначить порядок полосы, которой принадлежит данная точка. Для этого необходимо выделить нужные нам точки и после этого в панели «Порядок полосы» назначить необходимый порядок. Чтобы выделить группу точек можно использовать прямоугольное выделение. Для этого необходимо нажать на левую кнопку мышки на картине и не отпуская кнопки тащить в нужное направление. Также можно удерживать клавишуShift и кликать нужные для выделения точки. Выделенные точки подсвечиваются желтым цветом. Для снятия выделения нужно кликнуть мышкой по картине.

После того, как группе точек был задан порядок полосы, они переносятся в панель «Таблица точек». Точки с назначенными порядками полос подсвечиваются красным цветом.

Рис.5. Основная форма с дополнительными панелями.

В панели «Таблица точек» можно переключать систему координат. Для этого необходимо кликнуть мышкой на кнопке с изображением , после чего произойдет пересчет пиксельных координат в сантиметры и изображение на кнопке сменится на. После повторного клика по кнопке, произойдет пересчет сантиметровых координат в пиксельные. Для пересчета пиксельных координат в сантиметровые существует «Коэффициент пересчета», который находится вверху формы программы. Для сохранения результатов работы, необходимо в панели «Таблица точек» нажать на кнопку с изображением, после чего появится диалоговое окно, в котором необходимо будет указать файл, в который следует сохранить результаты работы. Так же есть возможность сохранения целого проекта. Для этого необходимо выбрать пункт меню «Файл» -> «Сохранить проект». Для открытия ранее сохраненного проекта «Файл» - > «Открыть проект».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом проведенной работы является создание приложения для автоматизации съема экспериментальных данных с картины полос, с картины изоклин и с других аналогичных картин.