光測(cè)條紋統(tǒng)計(jì)處理與卷積形貌檢測(cè)方法和光彈性的應(yīng)用研究.pdf

1、光測(cè)力學(xué)是綜合物理光學(xué)中晶體光學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)、激光技術(shù)和數(shù)學(xué)中統(tǒng)計(jì)學(xué)及計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)等多學(xué)科交叉結(jié)合的技術(shù)學(xué)科.光測(cè)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和信息,都是用光學(xué)干涉條紋圖來(lái)表示的,因此該文首先側(cè)重于用數(shù)字圖像處理技術(shù),對(duì)光學(xué)干涉條紋進(jìn)行自動(dòng)處理的方法與技術(shù)的應(yīng)用研究,這對(duì)于從光學(xué)量進(jìn)一步獲得正確的力學(xué)量數(shù)據(jù)的作用是十分重要的.其中光測(cè)條紋圖的噪聲處理及條紋圖的條紋相位恢復(fù)技術(shù)的研究,有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)條紋圖的全場(chǎng)自動(dòng)化分析,具有重要的學(xué)術(shù)和工程實(shí)際意義

2、.該文采用概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)中的觀點(diǎn),把信號(hào)和噪聲都視為隨機(jī)信號(hào),抓住它們的統(tǒng)計(jì)特征,導(dǎo)出一套最佳的估算方法,實(shí)現(xiàn)了從含有噪聲的數(shù)據(jù)中估計(jì)出條紋圖的相位.結(jié)果表明,用該文的方法,能夠有效濾除掉條紋圖中的高斯型、均勻分布的隨機(jī)型噪聲,從而由單幅條紋圖獲得對(duì)應(yīng)于該條紋圖的全場(chǎng)相位分布,文中給出了模擬和實(shí)驗(yàn)的處理結(jié)果.其次,結(jié)合要處理的具體問(wèn)題,介紹數(shù)值優(yōu)化及幾種常用的無(wú)約束最優(yōu)化計(jì)算方法,以最優(yōu)梯度法為基礎(chǔ),討論其算法的優(yōu)缺點(diǎn),通過(guò)引進(jìn)阻尼系數(shù)

3、,改進(jìn)了算法的收斂速度,從而提高迭代精度.第三,物體表面的三維形貌的光學(xué)自動(dòng)檢測(cè),在智能檢測(cè)、質(zhì)量自動(dòng)控制、醫(yī)學(xué)診斷和工程實(shí)際等方面都具有重要意義.該文采用投影光柵相位法和數(shù)字卷積濾波技術(shù),根據(jù)柵線的條紋灰度值分布具有極大極小分布的特性,提出卷積濾波形貌光學(xué)自動(dòng)檢測(cè)的圖像處理方法,有效地實(shí)現(xiàn)了頻譜自動(dòng)移位,從而進(jìn)一步提高了圖像處理的速度和形貌測(cè)量技術(shù)的自動(dòng)化程度;同時(shí)對(duì)采用兩光學(xué)主軸相交,且非遠(yuǎn)心投影系統(tǒng)所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了分析,并提出了

4、修正方法.最后,針對(duì)外載與自重共同作用下,傳統(tǒng)光彈性分析法中采用離心力場(chǎng)模擬重力場(chǎng)獲得自重應(yīng)力的試驗(yàn)投資耗費(fèi)大、技術(shù)復(fù)雜且難度大和不安全等嚴(yán)重缺點(diǎn),按照結(jié)構(gòu)相似的模型理論,該文提出模型外載與自重并存變動(dòng)外載的光彈性分析法,導(dǎo)出處理這個(gè)問(wèn)題具體的相似律和試驗(yàn)原理及方法,進(jìn)行了典型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,指出僅用外載作用的模型試驗(yàn),即不用離心力場(chǎng)模擬重力場(chǎng)的模擬試驗(yàn),就可以獲得上述兩種載荷共同作用下的應(yīng)力分析結(jié)果.由該方法通過(guò)對(duì)大型橋梁工程結(jié)構(gòu)的三維光彈