数字图像相关中的亚像素位移定位算法进展 被引量：87

1

作者 潘兵 谢惠民 +1 位作者 续伯钦 戴福隆 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期345-352,共8页

数字图像相关方法(DIC)已经作为一种常用的光学计量有效手段应用于实验力学及其它科学研究和工程应用领域中.经过20多年的发展,该方法日渐成熟和完善.作为提高测量精度的亚像素位移定位算法被认为是该方法的关键技术之一.本文对二维数... 数字图像相关方法(DIC)已经作为一种常用的光学计量有效手段应用于实验力学及其它科学研究和工程应用领域中.经过20多年的发展,该方法日渐成熟和完善.作为提高测量精度的亚像素位移定位算法被认为是该方法的关键技术之一.本文对二维数字图像相关的基本原理及其中为提高测量精度而提出的各种亚像素位移定位算法做了概括性的介绍.在总结已有研究成果的基础上,分析了各种方法优缺点.并对数字图像相关方法的最新进展作了简要介绍,随着算法精度、效率以及硬件设备性能的提高,该方法必将会获得更广泛的应用. 展开更多

关键词 数字图像相关 亚像素 曲面拟合 梯度算法 Newton-Rapshon(N-R)方法 遗传算法 定位算法 位移 关中 工程应用

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数字图像相关中亚像素位移测量的曲面拟合法 被引量：75

2

作者 潘兵 续伯钦 +1 位作者 陈丁 冯娟 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期128-134,共7页

曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关亚像素位移定位中的一种重要方法,它具有抗噪声能力较强、精度高、计算效率高等优点,在实际应用中多被采用。就该算法中影响亚像素位移定位精度的各要素进行了详细讨论,并用计算机生成的模拟散... 曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关亚像素位移定位中的一种重要方法,它具有抗噪声能力较强、精度高、计算效率高等优点,在实际应用中多被采用。就该算法中影响亚像素位移定位精度的各要素进行了详细讨论,并用计算机生成的模拟散斑图和金属试件的刚体平移实验进行了验证,结果表明,整像素搜索时选取不同的计算窗口对计算结果的影响最大,而文中所列的几种相关函数的选取对计算结果的影响则可以忽略。 展开更多

关键词 计量学 数字图像相关 曲面拟合 亚像素

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光学干涉计量中的位相测量方法 被引量：30

3

作者 钱克矛 续伯钦 伍小平 《实验力学》 CSCD 北大核心 2001年第3期239-249,共11页

对光学干涉计量中常用的位相测量方法进行了综述 ,包括时间相移法、空间相移法、空间载波相移法和 Fourier变换法以及位相展开问题 .

关键词 位相测量 光学干涉 时间相移法 空间相移法 空间载波相移法 计量 Fourier变换法 位相展开

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面内位移测量的基于梯度的数字图像相关方法 被引量：35

4

作者 潘兵 续伯钦 +1 位作者 谢惠民 戴福隆 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期643-647,共5页

将整像素位移搜索和基于微区统计性质的亚像素位移梯度算法相结合的数字图像相关方法具有计算简单、求解效率高等优点。该方法的基本假设是变形前后的子区做刚体平移,这则与有位移梯度存在的实际情况相矛盾。首先分析了该基本假设的理... 将整像素位移搜索和基于微区统计性质的亚像素位移梯度算法相结合的数字图像相关方法具有计算简单、求解效率高等优点。该方法的基本假设是变形前后的子区做刚体平移,这则与有位移梯度存在的实际情况相矛盾。首先分析了该基本假设的理论误差,在基于梯度的数字图像相关方法中,得出变形子区做刚体平移的假设和在Newton-Rapshon方法中子区均匀变形的假设所获得的变形子区中心位移在理论上为相同的结论。然后用四组实验来验证该方法在实际实验条件下的计算精度和稳定性,并在铝板试件的单向拉伸实验中,将该方法与N-R方法在有应变存在情况下的计算结果作比较,结果表明该方法计算的位移和理论位移符合得很好,但其计算速度和效率要远优越于N-R方法。 展开更多

关键词 数字图像相关 梯度算法 亚像素 Newton-Rapshon(N—R)方法

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梯度算子选择对基于梯度的亚像素位移算法的影响 被引量：30

5

作者 潘兵 续伯钦 李克景 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期26-31,共6页

基于梯度的亚像素位移算法中不同的灰度梯度计算方法对计算结果的影响进行了研究,列出了几种常用灰度梯度计算方法,并用对相邻5像素点的离散灰度进行三次样条插值的方法推导出两种灰度梯度算子。然后对计算机模拟生成的散斑图像对用各... 基于梯度的亚像素位移算法中不同的灰度梯度计算方法对计算结果的影响进行了研究,列出了几种常用灰度梯度计算方法,并用对相邻5像素点的离散灰度进行三次样条插值的方法推导出两种灰度梯度算子。然后对计算机模拟生成的散斑图像对用各种梯度算子计算得出的亚像素位移与预先设定的真实值做了比较,给出了相应的均值误差和均值相对误差。最后的真实试件的刚体平移和单向拉伸实验结果表明,Barron算子是所列的几种梯度算法中最为精确、稳定的梯度算子。 展开更多

关键词 数字图像相关 梯度算法 亚像素 样条插值

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应用数字图像相关方法测量含缺陷试样的全场变形 被引量：20

6

作者 潘兵 谢惠民 +1 位作者 续伯钦 戴福隆 《实验力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期379-384,共6页

利用数字图像相关方法测量表面带孔洞、裂纹、缺口等缺陷试样的全场变形是许多实际测量任务中经常遇到的问题。就此问题,本文阐述了一种先对要避免计算的缺陷区域进行标记,在随后进行的相关计算中直接避免这些标记区域的方法。在已计算... 利用数字图像相关方法测量表面带孔洞、裂纹、缺口等缺陷试样的全场变形是许多实际测量任务中经常遇到的问题。就此问题,本文阐述了一种先对要避免计算的缺陷区域进行标记,在随后进行的相关计算中直接避免这些标记区域的方法。在已计算得到全场位移的情况下,文中提出了基于局部位移场最小二乘拟合的方法来计算区域边界、孔洞、裂纹或缺口附近等区域应变。最后对单侧边带半圆缺口试样的单向疲劳拉伸实验的计算结果充分显示本文方法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 数字图像相关 最小二乘拟合 应变

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昆虫翼拍动中受载变形的粘弹性本构模型 被引量：13

7

作者 鲍麟 胡劲松 +3 位作者 余永亮 程鹏 续伯钦 童秉纲 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期655-662,共8页

昆虫翼拍动受载时发生被动变形,被看作为有助于改善飞行性能的机制之一.决定这种被动变形大小的一个关键因素是昆虫翼的材料本构关系,至今缺乏研究.基于蜻蜓翼(离体)的应力松弛实验和模型翼拍动时受载变形的有限元数值分析,揭示了粘弹... 昆虫翼拍动受载时发生被动变形,被看作为有助于改善飞行性能的机制之一.决定这种被动变形大小的一个关键因素是昆虫翼的材料本构关系,至今缺乏研究.基于蜻蜓翼(离体)的应力松弛实验和模型翼拍动时受载变形的有限元数值分析,揭示了粘弹性本构关系是昆虫翼材料性能的合理描述,并研究了粘弹性参数对被动变形的影响. 展开更多

关键词 本构关系 粘弹性 应力松弛 有限元 昆虫翼 被动变形

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自动网格形状测试技术 被引量：8

8

作者 张政 何世平 续伯钦 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期137-143,共7页

采用网格投影和亚象素技术，成功地进行了自动网格法的三维形状自动测量．提出了一种新的网格点分割法——全场阈值函数法，加快了分割速度，提高了分割质量．并且还提出了一种利用网格相邻位置关系进行搜索编码的新方法，解决了大变形... 采用网格投影和亚象素技术，成功地进行了自动网格法的三维形状自动测量．提出了一种新的网格点分割法——全场阈值函数法，加快了分割速度，提高了分割质量．并且还提出了一种利用网格相邻位置关系进行搜索编码的新方法，解决了大变形或含空缺点网格点阵的自动编码和匹配问题．通过对标准斜面和圆柱面进行的实测研究，验证了自动网格形状测试法可以快速自动地进行高精度测量． 展开更多

关键词 自动网格法 亚象素 形状测量 自动检测

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蜻蜓飞行姿态的实时模拟测量 被引量：5

9

作者 程鹏 柳兆涛 +2 位作者 付东杰 续伯钦 伍小平 《实验力学》 CSCD 北大核心 2002年第3期315-319,共5页

作为昆虫自由飞行姿态实时测量的预研课题 ,本文利用投影栅线法对真实蜻蜓翅膀在以适当频率摆动的机械驱动下模拟真实飞行时的三维形状变化进行了实时测量 .由于在图像采集 ,预处理 ,位相提取 ,抑噪声去包络等环节采取了一系列措施 ,克... 作为昆虫自由飞行姿态实时测量的预研课题 ,本文利用投影栅线法对真实蜻蜓翅膀在以适当频率摆动的机械驱动下模拟真实飞行时的三维形状变化进行了实时测量 .由于在图像采集 ,预处理 ,位相提取 ,抑噪声去包络等环节采取了一系列措施 ,克服了由于蜻蜓翅膀透明度高 ,表面微观起伏变化剧烈所导致的栅线条纹图的平均灰度、对比度和信噪比都很低而给数据处理带来的困难 . 展开更多

关键词 蜻蜓 飞行姿态 实时模拟测量 投影栅线法 生物仿生研究

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低碳钢试件弹塑性边界的白光相关检测 被引量：8

10

作者 潘兵 续伯钦 张国峰 《实验力学》 CSCD 北大核心 2005年第3期381-387,共7页

金属试件的弹塑性边界检测对判断该试件是否失效有着重要意义,因此一直是研究人员较感兴趣的研究课题。利用激光和白光作为照明光源的方法都曾被提出以检测金属试件的弹塑性边界以及塑性变形。为避免激光测量的诸多缺点,本文提出一种用... 金属试件的弹塑性边界检测对判断该试件是否失效有着重要意义,因此一直是研究人员较感兴趣的研究课题。利用激光和白光作为照明光源的方法都曾被提出以检测金属试件的弹塑性边界以及塑性变形。为避免激光测量的诸多缺点,本文提出一种用白光作为照明光源并结合数字图像处理来检测低碳钢试件弹塑性边界的方法。该方法将数字图像相关和低碳钢试件表面弹塑性变形前后对照明光强的反射特性结合起来以判断试件是否进入塑性屈服。文中通过对加载过程中低碳钢试件表面序列图像的处理,准确地判断了该试件是否进入塑性屈服,验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 塑性变形 光强相关系数 数字图像相关 无损检测

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用非相干光相移—投影格栅法测量三维物体表面轮廓 被引量：9

11

作者 常刚 续伯钦 《实验力学》 CSCD 北大核心 1992年第2期159-165,共7页

本文利用非相干光投影格栅相移技术,建立了一套可准确测量三维物体表面形状的自动系统.为精度为几百微米至几十微米的形状测量提供了一种高精度便捷的方法.文中分析了误差因素,给出了系统标定的结果和部分实测实例.结果表明,本文的系统... 本文利用非相干光投影格栅相移技术,建立了一套可准确测量三维物体表面形状的自动系统.为精度为几百微米至几十微米的形状测量提供了一种高精度便捷的方法.文中分析了误差因素,给出了系统标定的结果和部分实测实例.结果表明,本文的系统和方法实用简便、高精度、自动化. 展开更多

关键词 非相干光 三维形状 投影格栅 相移

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对相移技术中Carré算法的相移步长的讨论 被引量：4

12

作者 钱克矛 续伯钦 伍小平 《实验力学》 CSCD 北大核心 2000年第2期188-191,共4页

讨论了在 Carré算法中如何由任意相移步长得到正确的位相分布 。

关键词 Carre算法 相移步长 误差分析 干涉条纹图

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一种检测塑性变形的新方法 被引量：7

13

作者 陈丁 冯娟 续伯钦 《实验力学》 CSCD 北大核心 2006年第3期363-368,共6页

与仅仅承受弹性变形时不同,当金属试件承受塑性变形或发生疲劳损伤时,内部微观晶粒滑移位错等会导致表面粗糙化。此时其镜面反射能力减弱,漫反射能力增强。据此提出了一种检测试件弹塑性边界和塑性变形程度的新方法。承受均匀拉伸的金... 与仅仅承受弹性变形时不同,当金属试件承受塑性变形或发生疲劳损伤时,内部微观晶粒滑移位错等会导致表面粗糙化。此时其镜面反射能力减弱,漫反射能力增强。据此提出了一种检测试件弹塑性边界和塑性变形程度的新方法。承受均匀拉伸的金属试件被普通光源沿斜向照明,载荷按预定方式逐渐增加。用CCD摄像机沿试件法线方向记录板材试件表面的亮度变化,这些亮度分布摄像机可按一定频率采集以实时图像形式记录下来。我们提出了下述简单直观的方法来分析图像数据。根据实际情况适当选择一个阈值,定义图像中灰度高于阈值的点为亮点,取参数BI为亮点个数的倒数。试验发现在弹性段参数BI基本维持定值;在试件发生屈服时由于表面粗糙化以致漫反射能力增强,图像的亮点数会显著增多,BI参数发生陡然下降的变化,在整个塑性段参数呈单调下降趋势。所以参数BI可以作为描述这一过程的特性参数。由BI的变化可以判断试件塑性变形的发生,也可以作为塑性变形程度的度量。典型的实验结果验证了这一方法,所得结果与用相关搜索方法得到的结果相比较,吻合得相当好。由于这种方法使用白光照明,对环境要求不高,操作过程简单,有望在工程实际中获得广泛的应用。本文还讨论了影响判别精度的阈值选取问题,通过对于所得数据的分析得出阈值选取可以按照误差理论中置信区间的方法来设置,并且置信区间较小时能得到比较好的结果。 展开更多

关键词 弹塑性 表面粗糙度 散斑

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力学实验教学改革实践 被引量：6

14

作者 张寒虹 尹协振 +2 位作者 续伯钦 胡时胜 龚明等 《教育与现代化》 2004年第4期41-44,共4页

本文回顾了力学和机械工程系力学实验课程教学改革的历程 ,其中着重介绍了高水平大学建设的成果与特色 ,并对教学课程改革过程中存在的问题进行了探讨。

关键词 力学实验 高水平大学建设 课程教学改革 教学课程 特色 历程 实践 改革过程 问题 成果

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全景三维轮廓检测技术的应用 被引量：6

15

作者 梁永强 韩耘 +4 位作者 续伯钦 何世平 李克景 魏久安 伍小平 《应用激光》 CSCD 北大核心 2001年第5期313-316,321,共5页

应用 360度全景三维轮廓检测技术 ,对导弹战头部整流罩模型的表面烧蚀情况进行了检测。给出了部分实验结果 。

关键词 三维轮廓检测 表面烧蚀 整流罩 导弹 战斗部

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非正弦格栅相移技术 被引量：6

16

作者 常刚 续伯钦 《实验力学》 CSCD 北大核心 1992年第2期146-152,共7页

为将高精度、自动化的相移技术引入非相干光投影格栅测量高度的方法中,本文详细地研究了非相干光投影格栅法使用的非正弦格栅用于相移的可能性,从而发展出非正弦格栅相移技术,拓展了相移法的概念和使用范围,研究结果表明,并非仅有正弦... 为将高精度、自动化的相移技术引入非相干光投影格栅测量高度的方法中,本文详细地研究了非相干光投影格栅法使用的非正弦格栅用于相移的可能性,从而发展出非正弦格栅相移技术,拓展了相移法的概念和使用范围,研究结果表明,并非仅有正弦性格栅可以用于相移法,大部分周期性格栅都可用于相移法,并且仍可有较高的精度.文中在理论分析的基础上,进行了模拟计算,并给出了实例。 展开更多

关键词 相移法 非正弦格栅 光测法

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投影光刀法测量碳纤维编织材料烧蚀表面粗糙度 被引量：5

17

作者 缪泓 于一丁 +1 位作者 续伯钦 伍小平 《实验力学》 CSCD 北大核心 2003年第4期495-499,共5页

碳纤维编织材料制成的物体,在其表面经过模拟烧饰后,其表面的光反射率很低.本文提出了一种改进的投影光刀法,可以用非接触式的光学测量方法测量其表面的粗糙度分布和细微三维形状.首先在物体表面投影一黑白边界;接收时在CCD上做适度的散... 碳纤维编织材料制成的物体,在其表面经过模拟烧饰后,其表面的光反射率很低.本文提出了一种改进的投影光刀法,可以用非接触式的光学测量方法测量其表面的粗糙度分布和细微三维形状.首先在物体表面投影一黑白边界;接收时在CCD上做适度的散焦,因而CCD里可以接收到一灰度渐变的投影界面;选用适当的阈值,可以得到受物体高度调制的投影边界.在后续的数据处理中,采用了边界提取、扫描、线形拟合、图像拼接等技术,可以得到被测区域的细微三维形状数据,进而可以计算出其二维的粗糙度分布. 展开更多

关键词 投影光刀法 碳纤维编织材料 表面烧蚀 粗糙度测量 形状测量 光反射率

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光干涉条纹图的中心线提取算法 被引量：3

18

作者 张恩东 续伯钦 《实验力学》 CSCD 北大核心 1992年第2期216-220,共5页

本文针对光干涉条纹图的特点,以近年来采用的多种方法为基础,找出了提取条纹中心线的“探索数”算法。分析和实验表明,该算法实现速度快,处理精度好,自动化程度高。本文介绍了该算法处理云纹图和全息图的实例。

关键词 算法 光干涉条纹图 条纹中心线

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昆虫自由飞行参数的双棱镜虚拟双目测量 被引量：4

19

作者 胡劲松 程鹏 续伯钦 《实验力学》 CSCD 北大核心 2007年第5期511-518,共8页

通过像机前加一个双棱镜实现单像机的虚拟双目拍摄,根据立体视觉原理可以获取空间点三维信息,该装置被用于测量昆虫自由飞行运动参数。如果双棱镜和像机摆放得当,可以简化立体视觉测量中对应点匹配这一最难步骤。实验获得了蜻蜓直飞过... 通过像机前加一个双棱镜实现单像机的虚拟双目拍摄,根据立体视觉原理可以获取空间点三维信息,该装置被用于测量昆虫自由飞行运动参数。如果双棱镜和像机摆放得当,可以简化立体视觉测量中对应点匹配这一最难步骤。实验获得了蜻蜓直飞过程中的一系列运动参数,将这些参数结合起来考察对于研究昆虫飞行机理非常有意义。特别地,我们对昆虫飞行中翅膀的柔性效应进行了初步讨论。 展开更多

关键词 双棱镜 立体视觉 自由飞行 三维重构

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关于数字图像相关中曲面拟合法的几点讨论 被引量：3

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作者 潘兵 续伯钦 +1 位作者 冯娟 陈丁 《实验力学》 CSCD 北大核心 2005年第B12期43-50,共8页

曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关亚像素位移定位中的一种重要方法，它具有抗噪声能力较强、精度高、计算效率高等优点，在实际应用中多被采用。本文就该算法中影响亚像素位移定位精度的各要素进行了详细讨论，并用计算机生成的... 曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关亚像素位移定位中的一种重要方法，它具有抗噪声能力较强、精度高、计算效率高等优点，在实际应用中多被采用。本文就该算法中影响亚像素位移定位精度的各要素进行了详细讨论，并用计算机生成的模拟散斑图和金属试件的刚体平移实验进行了验证，结果表明，整像素搜索时选取不同的计算窗口对计算结果的影响最大，而文中所列的几种相关函数的选取对计算结果的影响则可以忽略。 展开更多

关键词 数字图像相关 曲面拟合 亚像素

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