數(shù)字圖像相關(guān)法理論及應(yīng)用研究.pdf

1、近幾年來，數(shù)字圖像相關(guān)法作為實驗力學(xué)中一個重要的方法，以其光路簡單、對環(huán)境要求不高、非接觸、局部和全局測量等優(yōu)點，受到越來越多的重視。如何減少計算量提高運算速度，減少計算誤差是研究人員關(guān)注的熱點。
　　本文提出采用基于參數(shù)的平方和差相關(guān)法則進行相關(guān)計算。該相關(guān)法則減弱了光線變化對計算結(jié)果的影響并同時減少了相關(guān)計算所需的計算量，提高了搜索速度。作者提出采用查表法來獲得插值函數(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)求解運算，大大減

2、少了搜索所需時間。針對大變形和大剛體測量中，傳統(tǒng)的變形參數(shù)傳遞方法在選點求變形參數(shù)初值時可能帶來的操作不便做了改進，提出了改進的結(jié)合選點與種子點法的變形參數(shù)傳遞方法，可以使用戶更加便捷的在參考圖像和變形后圖像中選點。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。對由于相機的像素寬高比不為1帶來的計算誤差，提出了簡單易行的消除辦法。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、操作簡單，計算速度快。
　　采用計算機模擬散斑圖和真實實驗圖像對軟件采用的以上方法進行驗證，實驗和計算結(jié)果證明了軟件能獲得正確和可靠的結(jié)果。對數(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)變與實際的變形吻合，表明了數(shù)字圖像相關(guān)法測量系統(tǒng)可以精確的測