數(shù)字圖像相關(guān)方法在應(yīng)變測(cè)量中的應(yīng)用研究.pdf

1、數(shù)字圖像相關(guān)（Digital Image Correlation,DIC）方法是一種光測(cè)力學(xué)變形測(cè)量方法。它通過(guò)圖像匹配的方式來(lái)分析物體表面變形前后的散斑圖，跟蹤散斑圖上幾何點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)獲得位移場(chǎng)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算得到應(yīng)變場(chǎng)。DIC方法在平面問(wèn)題中已經(jīng)具有很多成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并越來(lái)越多的應(yīng)用于相關(guān)的工程變形測(cè)量中。
　　論文嘗試將DIC方法擴(kuò)展到巖石帶圍壓的三軸試驗(yàn)中。對(duì)于三維問(wèn)題，基于DIC技術(shù)的應(yīng)變測(cè)量方法，目前尚無(wú)成熟的技術(shù)。針對(duì)

2、此現(xiàn)狀，論文另辟蹊徑，將柱面散斑圖像變換成二維平面散斑圖像，利用成熟的二維散斑識(shí)別技術(shù)來(lái)解決巖石三軸試驗(yàn)變形測(cè)量問(wèn)題。即嘗試?yán)秒p相機(jī)的雙目視覺(jué)測(cè)試原理，將圓柱試件表面上的散斑在變形前后的三維坐標(biāo)全部測(cè)量出來(lái)。通過(guò)將各時(shí)刻試件表面的散斑圖像展開(kāi)成二維的平面散斑圖像，計(jì)算出試件表面應(yīng)變，再通過(guò)映射方法，將應(yīng)變映射到圓柱試件表面。論文為此進(jìn)行了三維表面測(cè)量、相機(jī)標(biāo)定、鏡頭畸變校正和圖形映射等研究。
　　論文同時(shí)對(duì)二維DIC算法的五個(gè)重

3、要方面展開(kāi)了綜合性研究，包括位移表征模式、相關(guān)系數(shù)、搜索方法、亞像素求解方法和應(yīng)變計(jì)算方法。針對(duì)基于位移場(chǎng)的局部最小二乘擬合法來(lái)計(jì)算應(yīng)變場(chǎng)的方法，論文通過(guò)比較分析，認(rèn)為二維二次函數(shù)作擬合函數(shù)的測(cè)量精度要明顯高于二維一次函數(shù)作擬合函數(shù)的情況，而且能同時(shí)兼顧運(yùn)算速度和計(jì)算精度。
　　基于上述工作，論文嘗試建立了相關(guān)模塊，利用這些模塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并完成了相機(jī)標(biāo)定、鏡頭畸變校正等工作。同時(shí)對(duì)二維平面問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)測(cè)試驗(yàn)，即在單向拉伸試件