數(shù)字圖像相關(guān)方法在應(yīng)變測量中的應(yīng)用研究.pdf

1、數(shù)字圖像相關(guān)（Digital Image Correlation,DIC）方法是一種光測力學(xué)變形測量方法。它通過圖像匹配的方式來分析物體表面變形前后的散斑圖，跟蹤散斑圖上幾何點的運動獲得位移場，在此基礎(chǔ)上計算得到應(yīng)變場。DIC方法在平面問題中已經(jīng)具有很多成功的應(yīng)用經(jīng)驗，并越來越多的應(yīng)用于相關(guān)的工程變形測量中。
　　論文嘗試將DIC方法擴展到巖石帶圍壓的三軸試驗中。對于三維問題，基于DIC技術(shù)的應(yīng)變測量方法，目前尚無成熟的技術(shù)。針對

2、此現(xiàn)狀，論文另辟蹊徑，將柱面散斑圖像變換成二維平面散斑圖像，利用成熟的二維散斑識別技術(shù)來解決巖石三軸試驗變形測量問題。即嘗試?yán)秒p相機的雙目視覺測試原理，將圓柱試件表面上的散斑在變形前后的三維坐標(biāo)全部測量出來。通過將各時刻試件表面的散斑圖像展開成二維的平面散斑圖像，計算出試件表面應(yīng)變，再通過映射方法，將應(yīng)變映射到圓柱試件表面。論文為此進行了三維表面測量、相機標(biāo)定、鏡頭畸變校正和圖形映射等研究。
　　論文同時對二維DIC算法的五個重

3、要方面展開了綜合性研究，包括位移表征模式、相關(guān)系數(shù)、搜索方法、亞像素求解方法和應(yīng)變計算方法。針對基于位移場的局部最小二乘擬合法來計算應(yīng)變場的方法，論文通過比較分析，認(rèn)為二維二次函數(shù)作擬合函數(shù)的測量精度要明顯高于二維一次函數(shù)作擬合函數(shù)的情況，而且能同時兼顧運算速度和計算精度。
　　基于上述工作，論文嘗試建立了相關(guān)模塊，利用這些模塊進行了實驗研究，并完成了相機標(biāo)定、鏡頭畸變校正等工作。同時對二維平面問題進行了實測試驗，即在單向拉伸試件