数字投影散斑相关方法的研究及其应用

摘要

数字投影散斑相关方法是一种光学非接触式物体三维形貌及变形场测量方法，它是把随机制造的散斑图用普通LCD投影仪投影到被测物体表面，并与二维数字图像相关方法相结合的技术。该方法只需要获取试件样品表面的几幅简单影像，就能够快速地进行全场轮廓的测量，对动态载荷作用下物体的三维形貌测量也非常有效。
　　 本文介绍了二维数字图像相关方法(DICM)以及数字投影散斑相关方法(DPSCM)的基本原理，并利用数字投影散斑相关方法对几种标准试件的表面形貌进行测量，来分析一些实验因素对测量结果的影响，采取相应的有效措施，从而改善了该方法的测量精度和灵敏度；然后将数字投影散斑相关方法应用于板材液压快速胀形实验中，在不同加载条件即速度不同，介质不同情况下，测量试件的三维形貌，通过分析实验数据，得出结论：软铝材料、介质相同，加载速度不同时，材料的变形程度对于速度变化的敏感性比较低；软铝材料，加载速度相同，介质不同即粘稠和稀疏两种时，稀疏介质使板材的变形程度更大；还利用数字投影散斑相关方法进行了悬臂梁挠度测量，得到了与理论值比较匹配的挠度曲线。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1物体三维形貌及变形场测量方法的发展

1.2国内外的发展动态

1.3本论文的研究目的和意义

1.4本论文的主要内容和结构安排

第2章数字图像相关方法的研究

2.1数字图像相关方法

2.1.1数字图像相关方法的概述

2.1.2数字图像相关方法的实验流程

2.1.3数字图像相关方法的基本原理

2.2相关函数

2.3位移相关搜索方法

2.3.1整像素位移相关搜索方法

2.3.2亚像素位移相关搜索方法

2.4位移测量精度分析

2.4.1影响位移测量精度的因素

2.4.2提高位移测量精度的方法

2.5本章小结

第3章数字投影散斑相关方法的研究

3.1数字投影散斑相关方法的概述

3.2数字投影散斑相关方法的基本原理

3.2.1数字投影散斑相关方法的测量原理

3.2.2被测物体面外高度的计算

3.2.3用二维数字图像相关方法测量面内位移

3.2.4数字投影散斑相关方法的实验系统

3.3实验验证

3.3.1标准长方体试件表面形貌测量

3.3.2标准圆柱体试件表面形貌测量

3.3.3影响实验测量精度因素的分析

3.4本章小结

第4章数字投影散斑相关方法的应用

4.1试件在不同实验条件下表面形貌的测量

4.1.1引言

4.1.2实验设备及加载条件

4.1.3实验结果

4.2悬臂梁挠度测量

4.2.1实验目的

4.2.2实验原理及过程

4.2.3实验结果

4.3本章小结

结 论

参考文献

致 谢