數(shù)字散斑相關(guān)亞像素位移測(cè)量方法研究與實(shí)驗(yàn).pdf

1、數(shù)字散斑相關(guān)方法又稱為數(shù)字圖像相關(guān)方法，它是從八十年代發(fā)展起來的一種新型光測(cè)技術(shù)，是實(shí)驗(yàn)力學(xué)中測(cè)量變形體表面變形信息的重要方法。它的基本原理是通過比較試件變形前后表面散斑圖像的變化，來獲得位移和應(yīng)變場(chǎng)。經(jīng)過二十多年的發(fā)展和改進(jìn)，該方法以其全場(chǎng)分析、非接觸測(cè)量、光路簡(jiǎn)單、精度高等特點(diǎn)受到了廣泛重視和應(yīng)用。 本文對(duì)數(shù)字散斑相關(guān)方法中亞像素位移測(cè)量方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究。建立了多種亞像素位移測(cè)量方法的數(shù)學(xué)模型，其中包括灰度插值法、曲面擬

2、合法、基于梯度的算法以及基于灰度插值法和曲面擬合法相結(jié)合的混合算法等多種亞像素位移測(cè)量方法，并利用散斑圖像平移模擬實(shí)驗(yàn)來研究各種亞像素位移測(cè)量方法的精度；本文利用C++Builder編程軟件作為開發(fā)工具，引入面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，開發(fā)了多種亞像素位移測(cè)量方法的程序，并給出具體的編程方式；對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，分析了各種誤差的產(chǎn)生原因，并提出了減小誤差的有效措施。 在實(shí)驗(yàn)方面，設(shè)計(jì)了剛體位移實(shí)驗(yàn)、橡膠拉伸實(shí)驗(yàn)、彎曲實(shí)驗(yàn)三個(gè)力學(xué)應(yīng)

3、用實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)比理論值和實(shí)驗(yàn)值進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)字散斑相關(guān)測(cè)量方法的精度以及編輯的程序的實(shí)用性，并對(duì)計(jì)算結(jié)果中出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論和研究；對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)字散斑測(cè)試技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了懸臂梁振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。通過多幅圖像相關(guān)得出懸臂梁振動(dòng)波形，根據(jù)波形計(jì)算周期、振幅等相關(guān)參數(shù)并與激振器的設(shè)置值進(jìn)行對(duì)比。 圖像的質(zhì)量在很大程度上影響著數(shù)字散斑相關(guān)方法的測(cè)量精度，因此有必要對(duì)圖像進(jìn)行研究和改進(jìn)。本文研究了一種用于相關(guān)計(jì)算的圖像-灰度正弦分布的圖像。對(duì)于其