數(shù)字圖像相關(guān)法理論及應(yīng)用研究.pdf

1、近幾年來(lái)，數(shù)字圖像相關(guān)法作為實(shí)驗(yàn)力學(xué)中一個(gè)重要的方法，以其光路簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境要求不高、非接觸、局部和全局測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的重視。如何減少計(jì)算量提高運(yùn)算速度，減少計(jì)算誤差是研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本文提出采用基于參數(shù)的平方和差相關(guān)法則進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。該相關(guān)法則減弱了光線變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響并同時(shí)減少了相關(guān)計(jì)算所需的計(jì)算量，提高了搜索速度。作者提出采用查表法來(lái)獲得插值函數(shù)的系數(shù)，避免了傳統(tǒng)方法中重復(fù)的插值函數(shù)系數(shù)求解運(yùn)算，大大減

2、少了搜索所需時(shí)間。針對(duì)大變形和大剛體測(cè)量中，傳統(tǒng)的變形參數(shù)傳遞方法在選點(diǎn)求變形參數(shù)初值時(shí)可能帶來(lái)的操作不便做了改進(jìn)，提出了改進(jìn)的結(jié)合選點(diǎn)與種子點(diǎn)法的變形參數(shù)傳遞方法，可以使用戶(hù)更加便捷的在參考圖像和變形后圖像中選點(diǎn)。采用了最小二乘法求解位移導(dǎo)數(shù)，獲得了更加精確的位移導(dǎo)數(shù)值。對(duì)由于相機(jī)的像素寬高比不為1帶來(lái)的計(jì)算誤差，提出了簡(jiǎn)單易行的消除辦法。在深入了解數(shù)字圖像相關(guān)法數(shù)學(xué)原理的基礎(chǔ)上，作者結(jié)合以上方法編制了自己的數(shù)字圖像相關(guān)法軟件。該軟件

3、操作簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快。
　　采用計(jì)算機(jī)模擬散斑圖和真實(shí)實(shí)驗(yàn)圖像對(duì)軟件采用的以上方法進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果證明了軟件能獲得正確和可靠的結(jié)果。對(duì)數(shù)字圖像相關(guān)法的各種誤差，如形函數(shù)、插值方法、離面位移等引入的誤差進(jìn)行了分析，指明了減少誤差的方法。采用自己編制的數(shù)字圖像相關(guān)法軟件測(cè)量了泡沫材料在壓縮情況下、帶孔鋁板和聚合物板在單向拉伸情況下的表面位移和應(yīng)變。由軟件獲得的位移和應(yīng)變與實(shí)際的變形吻合，表明了數(shù)字圖像相關(guān)法測(cè)量系統(tǒng)可以精確的測(cè)