光測條紋統(tǒng)計處理與卷積形貌檢測方法和光彈性的應(yīng)用研究.pdf

1、光測力學(xué)是綜合物理光學(xué)中晶體光學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)、激光技術(shù)和數(shù)學(xué)中統(tǒng)計學(xué)及計算機圖像處理技術(shù)等多學(xué)科交叉結(jié)合的技術(shù)學(xué)科.光測力學(xué)的實驗數(shù)據(jù)和信息,都是用光學(xué)干涉條紋圖來表示的,因此該文首先側(cè)重于用數(shù)字圖像處理技術(shù),對光學(xué)干涉條紋進行自動處理的方法與技術(shù)的應(yīng)用研究,這對于從光學(xué)量進一步獲得正確的力學(xué)量數(shù)據(jù)的作用是十分重要的.其中光測條紋圖的噪聲處理及條紋圖的條紋相位恢復(fù)技術(shù)的研究,有利于實現(xiàn)對條紋圖的全場自動化分析,具有重要的學(xué)術(shù)和工程實際意義

2、.該文采用概率論與統(tǒng)計學(xué)中的觀點,把信號和噪聲都視為隨機信號,抓住它們的統(tǒng)計特征,導(dǎo)出一套最佳的估算方法,實現(xiàn)了從含有噪聲的數(shù)據(jù)中估計出條紋圖的相位.結(jié)果表明,用該文的方法,能夠有效濾除掉條紋圖中的高斯型、均勻分布的隨機型噪聲,從而由單幅條紋圖獲得對應(yīng)于該條紋圖的全場相位分布,文中給出了模擬和實驗的處理結(jié)果.其次,結(jié)合要處理的具體問題,介紹數(shù)值優(yōu)化及幾種常用的無約束最優(yōu)化計算方法,以最優(yōu)梯度法為基礎(chǔ),討論其算法的優(yōu)缺點,通過引進阻尼系數(shù)

3、,改進了算法的收斂速度,從而提高迭代精度.第三,物體表面的三維形貌的光學(xué)自動檢測,在智能檢測、質(zhì)量自動控制、醫(yī)學(xué)診斷和工程實際等方面都具有重要意義.該文采用投影光柵相位法和數(shù)字卷積濾波技術(shù),根據(jù)柵線的條紋灰度值分布具有極大極小分布的特性,提出卷積濾波形貌光學(xué)自動檢測的圖像處理方法,有效地實現(xiàn)了頻譜自動移位,從而進一步提高了圖像處理的速度和形貌測量技術(shù)的自動化程度;同時對采用兩光學(xué)主軸相交,且非遠(yuǎn)心投影系統(tǒng)所產(chǎn)生的誤差進行了分析,并提出了

4、修正方法.最后,針對外載與自重共同作用下,傳統(tǒng)光彈性分析法中采用離心力場模擬重力場獲得自重應(yīng)力的試驗投資耗費大、技術(shù)復(fù)雜且難度大和不安全等嚴(yán)重缺點,按照結(jié)構(gòu)相似的模型理論,該文提出模型外載與自重并存變動外載的光彈性分析法,導(dǎo)出處理這個問題具體的相似律和試驗原理及方法,進行了典型實驗驗證,指出僅用外載作用的模型試驗,即不用離心力場模擬重力場的模擬試驗,就可以獲得上述兩種載荷共同作用下的應(yīng)力分析結(jié)果.由該方法通過對大型橋梁工程結(jié)構(gòu)的三維光彈