关键词：数字图像相关;;高温测量;;紫外照明;;热扰动;;最优成像
摘 要：数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法是一种基于视觉图像的非接触、全场光学测量方法。DIC方法通过变形前后的两幅图像进行相关运算,实现全场位移、变形和应变的测量。该方法自提出以来经过多年的研究发展已广泛的应用在机械、材料、汽车等各个领域。近年来,该方法逐渐用来测量材料在高温下的机械性能,但该方法应用在高温下依然存在许多问题。本文针对数字图像相关方法在高温应用中存在的关键问题进行了研究,组建了一套高温数字图像相关测量系统,并进行了高温测量实验来验证系统的性能,具体研究工作如下:(1)分析介绍了数字图像相关方法的基本原理以及相关概念,研究对比了几种不同的整像素搜索和亚像素搜索算法,选出了本系统所要使用的相关搜索算法;(2)分析研究高温下黑体辐射对成像带来的影响,通过对比不同光源主动照明并加相应的滤波片进行滤波,照射在不同的散斑上,研究高温下的最优成像方法;(3)研究了高温下热气流扰动给测量精度带来的影响,提出将灰度平均算法和图像逆滤波算法相结合的方法来处理图像,从而减小热气流带来的误差影响;(4)研究了数字图像相关方法测量时散斑图的评价函数问题,提出一种基于区域平均灰度特征的散斑图评价函数,对拍摄的图像进行优劣判断;(5)组建一套高温数字图像相关测量系统,并进行常温刚体位移、常温拉伸以及高温拉伸实验,验证这套系统的精确性与可行性,并分析该系统存在的误差源,采取相应的措施减小测量误差。
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