基于數(shù)字散斑相關(guān)方法的面內(nèi)位移測量的研究.pdf

1、數(shù)字圖像相關(guān)(Digital Image Correlation，DIC)技術(shù)是一種基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的新型非接觸式光學(xué)測量方法。它的基本原理主要包括利用攝像機(jī)獲取被測物體表面位移或形變前后的散斑圖像，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)匹配運(yùn)算，得到待測點(diǎn)的位移，進(jìn)而可以得到形變信息。數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)與其它的光學(xué)測量技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:(1)全場范圍的非接觸測量;(2)光路比較簡單，對測試環(huán)境的要求相對較低;(3)視場的大小可以根據(jù)測試對象的要

2、求進(jìn)行調(diào)節(jié);(4)沒有了干涉條紋處理環(huán)節(jié)等。數(shù)字散斑相關(guān)方法的應(yīng)用已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)分析階段擴(kuò)展到了很多不同的領(lǐng)域，如:生物力學(xué)、流體力學(xué)、固體力學(xué)、木材力學(xué)等材料本構(gòu)關(guān)系的確定，電子封裝、工程測量以及微尺度力學(xué)與無損檢測等眾多領(lǐng)域。在理論應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)作為一種二維平面內(nèi)搜尋匹配區(qū)域的重要手段得到了長足的發(fā)展與進(jìn)步。
　　本文對二維數(shù)字散斑相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，在完成了整像素匹配工作的基礎(chǔ)上，為了提高計(jì)算精度和搜索效率，研

3、究了不同的亞像素方法，包括灰度插值法、曲面擬合法等，并根據(jù)實(shí)際的測量要求，編寫了亞像素位移定位算法。在相關(guān)搜索環(huán)節(jié)，提出了一種近領(lǐng)域搜索方法，從而提高了計(jì)算效率。在理論研究的基礎(chǔ)上，搭建了二維數(shù)字散斑相關(guān)測量系統(tǒng)，通過模擬數(shù)字散斑圖像的剛體平移實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了測量系統(tǒng)的精度。在實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)行了懸臂梁彎曲實(shí)驗(yàn)，采用改良后的測量裝置測量了鋁板表面的形變信息。用ansys軟件模擬懸臂梁5mm彎曲下的模型，將模擬值與數(shù)字散斑測量系統(tǒng)的測量值相比較