基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的面內(nèi)位移測(cè)量的研究與應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字圖像相關(guān)方法（DICM）是傳統(tǒng)光學(xué)測(cè)量技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。與其他測(cè)量方法相比，數(shù)字圖像相關(guān)法具有突出的優(yōu)越性，以其光路簡單、非接觸、精度高等優(yōu)點(diǎn)，已在材料測(cè)試、土木工程、機(jī)械制造等傳統(tǒng)領(lǐng)域，甚至是航空航天、納米科學(xué)、生物力學(xué)等高精尖領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)力學(xué)中最活躍、最重要、應(yīng)用最廣泛的光測(cè)方法之一。
　　數(shù)字圖像相關(guān)方法是通過對(duì)物體表面變形前后的散斑圖像進(jìn)行搜索匹配來計(jì)算物體表面的位移場(chǎng)或應(yīng)變

2、場(chǎng)。數(shù)字圖像相關(guān)方法中八個(gè)關(guān)鍵問題即：1、相關(guān)系數(shù)函數(shù)；2、整像素搜索方法；3、亞像素搜索算法；4、散斑圖；5、減噪；6、補(bǔ)償技術(shù)；7、位移場(chǎng)到應(yīng)變場(chǎng)間的轉(zhuǎn)換；8、三維應(yīng)變場(chǎng)。
　　目前，國內(nèi)外對(duì)數(shù)字圖像相關(guān)方法的研究主要集中在兩個(gè)方面：1、計(jì)算效率；2、測(cè)量精度。而本文正是基于對(duì)這兩方面問題的探討和改進(jìn)，深入的研究了數(shù)字圖像相關(guān)方法在面內(nèi)位移測(cè)量上的基本原理、相關(guān)系數(shù)、整像素搜索方法及亞像素搜索算法。在完成整個(gè)搜索匹配工作的基礎(chǔ)

3、上，還對(duì)相關(guān)系數(shù)以及亞像素搜索的計(jì)算過程進(jìn)行了改進(jìn)，并編寫了相關(guān)運(yùn)算程序?qū)ζ溥M(jìn)行驗(yàn)證。
　　在計(jì)算效率方面，本文首先分析了匹配搜索過程中常見的六種相關(guān)系數(shù)函數(shù)，對(duì)其各方面的運(yùn)算性能進(jìn)行了對(duì)比并提出了幾點(diǎn)可以提高計(jì)算速度的辦法，行之有效的縮短了匹配時(shí)間。然后介紹了幾種常見的整像素搜索算法，通過理論分析以及仿真模擬驗(yàn)證得出，三步搜索法的匹配效果較好、計(jì)算速度較快且易于編程。
　　在測(cè)量精度方面，結(jié)合灰度插值法和曲面擬合法這兩種算