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数字图像相关中基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变测量 被引量：113
1
作者 潘兵 谢惠民 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1980-1986,共7页
为了从含噪声的位移场中计算得到可靠的应变场,提出一种基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变求解方法。介绍了数字图像相关方法的原理,阐述了基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变求解方法,并讨论了计算区域边界、孔洞及裂纹附近区... 为了从含噪声的位移场中计算得到可靠的应变场,提出一种基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变求解方法。介绍了数字图像相关方法的原理,阐述了基于位移场局部最小二乘拟合的全场应变求解方法,并讨论了计算区域边界、孔洞及裂纹附近区域等情况下的应变计算。对均匀变形和中心带圆孔的薄铝板拉伸实验的计算结果表明,该方法能有效地从原始位移场数据中提取全场应变信息。在均匀变形情况下应选择大的应变计算窗口,计算结果更逼近真值;在非均匀变形情况下,如果位移场中包含较强的噪声,则应选择较大的应变计算窗口,而位移场精度很高时可选择更小的应变计算窗口。 展开更多
关键词 光学测量 数字图像相关 最小二乘拟合 应变
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数字图像相关中亚像素位移测量算法的研究 被引量：88
2
作者 潘兵 谢惠民 戴福隆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期245-252,共8页
为提高位移测量精度而提出的各种亚像素位移测量算法被认为是数字图像相关方法中的关键技术之一,详细了解已有各算法的性能无疑具有实际意义．总结文献中3种最常用的亚像素位移测量算法,首先用无噪声的计算机仿真散斑图对各算法的性能... 为提高位移测量精度而提出的各种亚像素位移测量算法被认为是数字图像相关方法中的关键技术之一,详细了解已有各算法的性能无疑具有实际意义．总结文献中3种最常用的亚像素位移测量算法,首先用无噪声的计算机仿真散斑图对各算法的性能从计算精度和计算效率两个方面进行了比较研究,并用实际实验图片对其性能做进一步的研究,结果显示在图像子区大小相同的情况下,基于空域相关函数迭代的牛顿-拉普森方法计算结果最为精确、稳定． 展开更多
关键词 数字图像相关 亚像素 曲面拟合 梯度算法 牛顿-拉普森方法
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数字图像相关中的亚像素位移定位算法进展 被引量：87
3
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
4
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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数字图像相关方法中散斑图的质量评价研究 被引量：81
5
作者 潘兵 吴大方 夏勇 《实验力学》 CSCD 北大核心 2010年第2期120-129,共10页
在利用数字图像相关方法测量物体表面变形时,被测物体表面必需覆盖有灰度随机分布的散斑场,该散斑场作为试件表面变形信息的载体随试件一起变形。在实际情况下,不同的散斑场会显示出完全不同的灰度分布特征,并对数字图像相关方法的测量... 在利用数字图像相关方法测量物体表面变形时,被测物体表面必需覆盖有灰度随机分布的散斑场,该散斑场作为试件表面变形信息的载体随试件一起变形。在实际情况下,不同的散斑场会显示出完全不同的灰度分布特征,并对数字图像相关方法的测量结果有着重要影响。因此如何定量评价散斑图的优劣是数字图像相关方法中一个重要的基本问题,也是该方法的使用者非常关心的问题。基于最近数字图像相关方法基本理论研究的进展,本文提出平均灰度梯度这一新参数用于散斑图质量的评价。为证实该参数的有效性,本文对五幅明显不同的散斑图进行了精确平移,并将数字图像相关方法测量的位移与预加的平移量进行比较,分析了位移测量结果的均值误差和标准差。结果显示位移测量结果的均值误差和标准差均与散斑图的平均灰度梯度有关,一个好的散斑图应该具有较大的平均灰度梯度。 展开更多
关键词 数字图像相关 散斑 位移测量
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用于三维变形测量的数字图像相关系统 被引量：65
6
作者 唐正宗 梁晋 +1 位作者 肖振中 郭成 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2244-2253,共10页
针对材料力学实验中的三维变形测量,提出并实现了一种基于双目立体视觉、摄影测量术和数字图像相关法的便携式三维变形测量系统。研究了该系统涉及的双目摄像机标定,图像相关算法,三维重建,以及三维位移、应变计算等关键技术。提出了一... 针对材料力学实验中的三维变形测量,提出并实现了一种基于双目立体视觉、摄影测量术和数字图像相关法的便携式三维变形测量系统。研究了该系统涉及的双目摄像机标定,图像相关算法,三维重建,以及三维位移、应变计算等关键技术。提出了一种基于摄影测量术的摄像机标定算法,该算法采用10参数镜头畸变模型,不需要高精度标定板即可实现摄像机的高精度标定。利用最小二乘非线性优化算法实现了数字图像的高精度匹配,针对非线性优化初值难求的问题,提出了一种基于种子点的初值计算方法,为非线性优化提供了可靠的初值。最后,介绍了三维重建以及计算三维位移、三维应变的方法。实验结果表明,标定结果的重投影误差为0.03 pixel,图像匹配的误差约为0.02 pixel,静态外形及位移的测量精度为0.05%,应变的测量精度优于0.5%。与传统的测量方法相比,本文提出的系统可以更准确、全面、直观地实现对位移场、应变场的测量。 展开更多
关键词 三维变形测量 立体视觉 数字图像相关 摄像机标定 摄影测量 种子点
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PIV技术的粒子图像处理方法 被引量：34
7
作者 段俐 康琦 申功 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期79-82,共4页
以图像相关理论为基础,研究粒子图像测速技术(PIV) 的图像处理方法,编制出高精度的处理软件,重建计算模拟的粒子图像位移场,给出了自相关法与互相关法的积相关与减相关的计算结果,及互相关法的误差分析,分析了自相关与互相关区别.得出... 以图像相关理论为基础,研究粒子图像测速技术(PIV) 的图像处理方法,编制出高精度的处理软件,重建计算模拟的粒子图像位移场,给出了自相关法与互相关法的积相关与减相关的计算结果,及互相关法的误差分析,分析了自相关与互相关区别.得出了互相关法是提高粒子图像测速技术精度的有效方法的结论,因此跨帧技术是PIV 展开更多
关键词 数字图像处理 粒子图象 PIV技术 实验流体力学
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使用双远心镜头的高精度二维数字图像相关测量系统 被引量：58
8
作者 潘兵 俞立平 吴大方 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期97-107,共11页
通过比较变形前后同一平面物体表面的两幅数字图像,二维数字图像相关方法可获得亚像素精度的像面位移(以像素为单位)和应变。但在实际测量中,变形物体表面的离面位移、相机传感器平面位置的微小改变以及镜头的成像畸变,都会使原先假设... 通过比较变形前后同一平面物体表面的两幅数字图像,二维数字图像相关方法可获得亚像素精度的像面位移(以像素为单位)和应变。但在实际测量中,变形物体表面的离面位移、相机传感器平面位置的微小改变以及镜头的成像畸变,都会使原先假设的物、像面位移间的线性对应关系不再严格成立,在某些情况下会引起不能忽略的测量误差。详细分析了被测物体的离面位移、相机自热和镜头畸变对二维数字图像相关方法位移和应变测量结果的影响。通过实验研究了3种典型的成像镜头(标准成像镜头、物方远心成像镜头和双远心成像镜头)对以上不利因素的抗干扰能力。实验显示高质量的双远心镜头不仅对被测物体表面的离面位移和相机自热不敏感,并且镜头畸变也小到可以忽略不计的程度,因此该镜头是高精度二维数字图像相关测量中的关键光学元件。 展开更多
关键词 测量 数字图像相关方法 离面位移 镜头畸变 双远心镜头
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用数字图像相关技术进行岩石损伤的变形分析 被引量：41
9
作者 赵永红 梁海华 +1 位作者 熊春阳 方竞 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期73-76,共4页
提出用数字图像相关技术研究含微裂纹的岩石的变形。在不同载荷作用下,用扫描电镜获得细砂岩表面的灰度分布图,用相关分析处理灰度分布图获得位移分量。将加载和卸载试件表面的灰度分布图进行相关计算,得到的位移分布与微裂纹分布密切相... 提出用数字图像相关技术研究含微裂纹的岩石的变形。在不同载荷作用下,用扫描电镜获得细砂岩表面的灰度分布图,用相关分析处理灰度分布图获得位移分量。将加载和卸载试件表面的灰度分布图进行相关计算,得到的位移分布与微裂纹分布密切相关,在裂纹附近,位移指向裂纹,大小和方向都很不规则,而远离裂纹,位移的方向较一致,大小变化也不大,表明在微裂纹所分隔的不同区域内,位移场是不同的,表现出岩石损伤中的微裂纹的张开或闭合效应。最后对该系统在地震、滑坡、岩体工程和地形变等领域非接触变形测量中的应用前景进行了讨论。 展开更多
关键词 岩石损伤 变形 数字图像 载荷 地震 滑坡 岩体工程
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基于Logistic混沌系统的图像加密算法研究 被引量：47
10
作者 张永红 张博 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第6期1770-1773,共4页
给出了一种基于Logistic混沌系统的快速数字图像加密算法。首先通过给定的密钥序列生成混沌系统的初值,由此初值生成混沌矩阵;然后利用此混沌矩阵与原图像进行按位异或运算得到中间过渡图像;最后再对中间过渡图像作混沌置乱运算和混沌... 给出了一种基于Logistic混沌系统的快速数字图像加密算法。首先通过给定的密钥序列生成混沌系统的初值,由此初值生成混沌矩阵;然后利用此混沌矩阵与原图像进行按位异或运算得到中间过渡图像;最后再对中间过渡图像作混沌置乱运算和混沌块置乱操作。该算法的优点是不论融合还是置乱均是利用混沌序列进行操作。实验数据表明,该算法简单易行,加密与恢复效果良好,具有较好的安全性。 展开更多
关键词 数字图像 加密 混沌映射 相关系数 统计分析
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数字图像相关方法若干关键问题研究进展 被引量：47
11
作者 邵新星 陈振宁 +9 位作者 戴云彤 代祥俊 Mokhtar Mohammed 徐莹雋 王澄非 戴美玲 朱程鹏 刘聪 杨福俊 何小元 《实验力学》 CSCD 北大核心 2017年第3期305-325,共21页
本文报道了作者及其所在课题组近期在数字图像相关(DIC)测量方法上取得的重要研究进展。主要包括:(1)通过对DIC方法中反向组合高斯-牛顿算法的理论误差分析,提出了新的理论误差公式,进一步证明了反向组合高斯-牛顿算法在提高计算速度和... 本文报道了作者及其所在课题组近期在数字图像相关(DIC)测量方法上取得的重要研究进展。主要包括:(1)通过对DIC方法中反向组合高斯-牛顿算法的理论误差分析,提出了新的理论误差公式,进一步证明了反向组合高斯-牛顿算法在提高计算速度和测量精度方面的综合优势;(2)采用提出的理论误差公式,发展了数字散斑场的优化及制作方法,保证了测量结果的一致性和正确性;(3)基于相机阵列和图像拼接技术,发展了超分辨率数字图像相关方法,大大提高了DIC测量方法的应变测量分辨率;(4)提出了大视场条件下的三维系统标定方法,实现了三维测量系统的外参实时标定和多相机测量系统中相机位姿的自动矫正;(5)研制了便携式原位三维测量仪和多尺度DIC测量系统,实现了三维实时数字图像相关测量,进一步满足了DIC方法在工业在线检测和医学领域中的应用需求。 展开更多
关键词 数字图像相关 变形测量 散斑场 测量精度 计算速度
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数字照相量测在岩石隧道模型试验中的应用研究 被引量：42
12
作者 李元海 靖洪文 +1 位作者 刘刚 周治国 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1684-1690,共7页
在节理岩石隧道的三轴相似模型试验研究中,应用数字照相变形量测技术,采用自行研发的岩土工程数字照相量测软件系统PhotoInfor,对隧道围岩的变形破坏模式和不同围压作用下的变形破裂演变过程进行试验观测和定性、定量分析;针对隧道围岩... 在节理岩石隧道的三轴相似模型试验研究中,应用数字照相变形量测技术,采用自行研发的岩土工程数字照相量测软件系统PhotoInfor,对隧道围岩的变形破坏模式和不同围压作用下的变形破裂演变过程进行试验观测和定性、定量分析;针对隧道围岩破裂带量测难点问题,提出一种基于图像相关分析的围岩破裂带的准确识别新方法——图像钻孔法,通过在试验图像上沿着隧道周边径向设置多组pixel测点(一组测点称之为一个图像钻孔,各组测点间距为1pixel),利用PhotoInfor得到隧道围岩破裂带分布图,根据各组图像钻孔测点位移的突变位置,可对围岩破裂带的范围进行准确界定,同时发现,隧道围岩破裂带产生后破裂区内岩块再破裂的现象,这将有助于进一步深入分析岩体破坏后的力学行为。研究结果表明:数字照相量测不仅在砂土模型试验中应用效果良好,也是岩石相似模型试验中有效的变形量测手段,在岩土力学与岩土工程试验研究领域中可广泛进行推广应用。 展开更多
关键词 隧道工程 数字图像相关 数字散斑相关 变形量测 模型试验 围岩松动圈
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数字图像相关法测量金属薄板焊接的全场变形 被引量：42
13
作者 胡浩 梁晋 +1 位作者 唐正宗 卢岗 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1636-1644,共9页
提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形。首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值。然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变... 提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形。首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值。然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法。最后,借助于VC++6.0开发环境,研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统。为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性,利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验,并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验。实验表明:本文方法的应变测量精度为0.5%,与引伸计的测量结果基本相当;与传统的测量方法相比,提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维位移场和应变场,并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理,是研究焊接变形规律的有效手段。 展开更多
关键词 双目视觉 图像相关法 种子点匹配 薄板焊接 全场变形
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数字图像技术在节理岩体裂纹扩展试验中的应用研究 被引量：41
14
作者 赵程 鲍冲 +2 位作者 松田浩 赵春风 田加深 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期944-951,共8页
含倾斜裂纹的岩石在单轴压缩下,会发生翼裂纹扩展并逐步损伤破坏。对含预制裂纹的类岩石脆性试件进行单轴压缩试验,采用两台高分辨率相机连续捕捉图像,经过数字图像相关技术(DIC)处理,得到了试件的全局应变场演化过程图,试验结果表明:... 含倾斜裂纹的岩石在单轴压缩下,会发生翼裂纹扩展并逐步损伤破坏。对含预制裂纹的类岩石脆性试件进行单轴压缩试验,采用两台高分辨率相机连续捕捉图像,经过数字图像相关技术(DIC)处理,得到了试件的全局应变场演化过程图,试验结果表明:当荷载达到一定阶段,裂纹端部观察到了明显的微破裂区,其形状为绕裂纹尖端逆时针转动82°的椭圆;荷载增大到最大荷载的85.6%时,微破裂聚集成核,端部开始形成宏观翼裂纹,裂纹的扩展过程就是高应变区不断蔓延的过程,也是微破裂不断发育、成核的过程;次生微破裂区以及反翼微破裂区发育缓慢,且形成过程中也受到了拉伸应力作用,翼裂纹是试件的主要破坏模式。最后基于线弹性断裂力学,比较了裂纹尖端周围应力和应变的变化规律,给出了采用应变方法分析裂纹起裂扩展的理论依据,并且验证了DIC系统试验结果的可靠性。 展开更多
关键词 岩石 裂纹 数字图像相关技术 单轴压缩 扩展 应变场
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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
15
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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高精度数字图像相关测量系统及其技术研究 被引量：34
16
作者 杨勇 王琰蕾 +3 位作者 李明 陈大庆 顾济华 姜锦虎 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期197-201,共5页
研制双CCD长距显微数字图像相关测量系统,它融合光电子、数字图像相关方法和散斑技术于一体,具有非接触式、高精度、宽量程、准实时、测试方法简便等优点,它可用于材料力学性能(特别是柔性高分子材料力学性能)测量、低膨胀系数新型材料... 研制双CCD长距显微数字图像相关测量系统,它融合光电子、数字图像相关方法和散斑技术于一体,具有非接触式、高精度、宽量程、准实时、测试方法简便等优点,它可用于材料力学性能(特别是柔性高分子材料力学性能)测量、低膨胀系数新型材料线胀系数等的测量。若将其用于应变测量,灵敏度优于1με,而传统数字图像相关方法测量应变的理论灵敏度为20με。利用列阵光学元件解决了0.05 mm高衬比度微小标记的方便设置;提出消除了数字图像灰度噪声的时间平均法,使相关测量精度稳定地达到0.01 pixel。还给出金属材料拉应变的测量结果,实验结果与经典理论值相当接近。此外,还阐述数字图像相关测量技术是一种超光学系统衍射极限分辨力的测量技术。 展开更多
关键词 光学测量 双CCD长距显微镜 数字图像相关 应变测量
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数字图像灰度相关性用以描述岩石试件损伤演化的研究 被引量：33
17
作者 马少鹏 刘善军 赵永红 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期590-595,共6页
岩石试件表面的数字图像可作为试件表面变形或裂纹扩展的信息载体。为从加载过程中记录的数字图像中分析出定量的信息,提出一种新的分析方法:计算两幅图像灰度的相关性,用灰度相关性的分布表征变形和破裂的发展。介绍了图像灰度相关性... 岩石试件表面的数字图像可作为试件表面变形或裂纹扩展的信息载体。为从加载过程中记录的数字图像中分析出定量的信息,提出一种新的分析方法:计算两幅图像灰度的相关性,用灰度相关性的分布表征变形和破裂的发展。介绍了图像灰度相关性的计算方法,并用模拟的变形和破裂图像验证了灰度相关性在表征变形与破裂上的有效性,最后用此方法对一个岩石结构加载过程中的图像序列进行分析。结果表明,图像灰度相关性分布的演化与结构的变形局部化演化在空间和时间上都存在对应关系。因此,试件表面数字图像灰度相关性可作为描述岩石材料损伤演化的一种工具。 展开更多
关键词 岩石力学 数字图像 灰度相关性 变形局部化 损伤演化
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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
18
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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3D-DIC在土木结构力学性能试验研究中的应用 被引量：35
19
作者 刘聪 陈振宁 何小元 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期339-344,共6页
为了更好地研究土木结构力学性能,采用改进的三维数字图像相关系统开展了纤维增强复合材料包裹混凝土柱抗压试验、纤维增强复合板-混凝土相对滑移试验、钢板拉压疲劳试验、预应力混凝土抗震试验和钢桁架结构连续倒塌动力试验.对圆柱体... 为了更好地研究土木结构力学性能,采用改进的三维数字图像相关系统开展了纤维增强复合材料包裹混凝土柱抗压试验、纤维增强复合板-混凝土相对滑移试验、钢板拉压疲劳试验、预应力混凝土抗震试验和钢桁架结构连续倒塌动力试验.对圆柱体试件全表面同时进行测量,分析得到了360°全场应变数据.当平均应变达到2×10-2时,根据三维数字图像相关方法与电测法所得的应变结果的相对误差小于3%,说明前者具有较高的应变和位移测量精度.继而提出了一种基于边缘点消除刚体位移的方法,得到了滑移位移结果.利用高帧频相机进行连续采图,实现了在试验过程中的动态测量.由此证实了改进的三维数字图像相关系统在土木结构力学性能研究中的有效性. 展开更多
关键词 三维 数字图像相关 力学性能 土木工程试验
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数字图像相关技术的一些进展 被引量：35
20
作者 苏勇 张青川 伍小平 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2018年第9期23-47,共25页
中国科学技术大学光力学实验室近年来专注于数字图像相关方法的原理研究和应用拓展,有效提升该方法测量精度和计算速度的同时,在数字散斑标准化、二维补偿技术、生物医学工程以及锯齿型塑性屈服等领域取得了一系列研究成果.本文拟对课... 中国科学技术大学光力学实验室近年来专注于数字图像相关方法的原理研究和应用拓展,有效提升该方法测量精度和计算速度的同时,在数字散斑标准化、二维补偿技术、生物医学工程以及锯齿型塑性屈服等领域取得了一系列研究成果.本文拟对课题组的研究进展做一个概述:(1)提出了局域变形下形函数误差的理论模型与估计算法,建立了保证测量精度的子区尺寸选取准则;提出了计算速度是传统算法两倍的二阶反向高斯牛顿算法;研究开发了三维数字图像相关高效算法、基于反向迭代算法的左右系列变形图匹配的优化策略,开发出三维数字图像相关通用软件包和硬件系统,为国内高校、研究所和工程单位提供了有效的科研分析方法和工程测量手段.(2)揭示了插值偏差的深层机制并发展了实验测量手段,提出了综合考虑系统误差和随机误差的散斑质量评价标准,建立了散斑尺寸优化的理论模型.(3)发展了基于预标定的二维数字图像相关补偿技术.(4)建立了实时的颅颌面手术导航系统;研发了具有高时空分辨率的脉搏测量系统,推动了传统中医的数字化和科学化.(5)通过高速数字图像相关技术首次观测到剪切带的萌生、演化过程,证明了带外收缩现象的存在;通过相互正交的两套数字图像相关系统首次观察到厚度方向的应变局域化现象.(6)基于数字散斑相关方法实现了振动和应变的高精度实时测量. 展开更多
关键词 光测实验力学 数字图像相关 散斑标准化 生物医学 锯齿型塑性屈服
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