數(shù)字散斑相關(guān)亞像素位移測量方法研究與實驗.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技術(shù)，是實驗力學中測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，來獲得位移和應變場。經(jīng)過二十多年的發(fā)展和改進，該方法以其全場分析、非接觸測量、光路簡單、精度高等特點受到了廣泛重視和應用。 本文對數(shù)字散斑相關(guān)方法中亞像素位移測量方法進行了詳細的研究。建立了多種亞像素位移測量方法的數(shù)學模型，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量方法，并利用散斑圖像平移模擬實驗來研究各種亞像素位移測量方法的精度；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量方法的程序，并給出具體的編程方式；對測量誤差進行了系統(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。 在實驗方面，設計了剛體位移實驗、橡膠拉伸實驗、彎曲實驗三個力學應

3、用實驗，通過對比理論值和實驗值進一步驗證數(shù)字散斑相關(guān)測量方法的精度以及編輯的程序的實用性，并對計算結(jié)果中出現(xiàn)的問題進行討論和研究；對動態(tài)數(shù)字散斑測試技術(shù)進行了研究，設計了懸臂梁振動實驗。通過多幅圖像相關(guān)得出懸臂梁振動波形，根據(jù)波形計算周期、振幅等相關(guān)參數(shù)并與激振器的設置值進行對比。 圖像的質(zhì)量在很大程度上影響著數(shù)字散斑相關(guān)方法的測量精度，因此有必要對圖像進行研究和改進。本文研究了一種用于相關(guān)計算的圖像-灰度正弦分布的圖像。對于其