數(shù)字散斑相關(guān)法的研究和應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字散斑相關(guān)方法(DSCM),是起源于20世紀(jì)80年代初的一種光學(xué)測(cè)量方法.研究該方法的重要意義在于,它具備目前其它傳統(tǒng)光測(cè)方法所缺乏的應(yīng)用于工程測(cè)量的諸多有利條件,如可以用白光光源,光路簡(jiǎn)單,無(wú)需隔振,測(cè)量范圍大等等.但是目前的DSCM方法在位移、應(yīng)變測(cè)量精度以及數(shù)據(jù)處理速度上還存在許多不足,在一些工程測(cè)量應(yīng)用中受到限制,如受噪聲影響,算法本身的局限性,位移測(cè)量精度不高,從而導(dǎo)致應(yīng)變測(cè)量精度低等；另外,大部分的科研人員選擇MATI.A

2、B或面向過(guò)程語(yǔ)言Fortran、C等編寫相關(guān)計(jì)算程序,并且由于沒(méi)有足夠的軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),因此所開(kāi)發(fā)出的程序可讀性差、難以移植、難以維護(hù)和擴(kuò)展,使得他們的成果不能很好的被重復(fù)利用.本文對(duì)DSCM中的一些關(guān)鍵技術(shù)做了研究,并以Visual C++.NET作為開(kāi)發(fā)工具,用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言C++開(kāi)發(fā)了相關(guān)計(jì)算程序的大量類庫(kù),以及用于管理運(yùn)作這些類的程序框架. 本文所做的主要工作以及取得的成果如下:(1)提出了將變尺度法-BFGS法與模擬退火算

3、法相結(jié)合的方法,通過(guò)高精度賦初值和鄰近點(diǎn)賦初值,既提高了相關(guān)計(jì)算的精度和速度,又避免了計(jì)算結(jié)果陷入局部收斂的誤區(qū)；(2)用標(biāo)準(zhǔn)C++編寫了數(shù)字相關(guān)計(jì)算的所有功能模塊,各個(gè)模塊之間獨(dú)立性很強(qiáng),使用了函數(shù)和運(yùn)算符重載及類繼承,在錯(cuò)誤處理問(wèn)題上使用了異常處理機(jī)制.如果科研人員要針對(duì)相關(guān)計(jì)算程序中的某個(gè)算法進(jìn)行改進(jìn)或替換,那他只需要專注于此算法的實(shí)現(xiàn),而對(duì)其它模塊只需知道其功能.在具體的編程過(guò)程中,由于運(yùn)算符重載技術(shù)的使用,使得算法的程序代碼在

4、形式上與數(shù)學(xué)公式幾乎沒(méi)有區(qū)別,科研人員可以非常容易的閱讀和編寫算法代碼.另外,使用微軟公司提供的計(jì)算機(jī)類庫(kù)MFC編寫了圖形用戶界面,在界面菜單上,用戶可以根據(jù)測(cè)量要求選擇不同的相關(guān)算法.由于此程序的類庫(kù)都為標(biāo)準(zhǔn)C++編寫,可以移植到其他的開(kāi)發(fā)環(huán)境下或其他的操作系統(tǒng)下,因此該程序可以作為數(shù)字散斑相關(guān)計(jì)算程序的標(biāo)準(zhǔn),其他的科研人員可以很容易地在此框架下開(kāi)發(fā)、改進(jìn)部分或所有的算法；(3)分析了相關(guān)技術(shù)中影響計(jì)算結(jié)果精度的一些因素,如相關(guān)算法、