基于数字散斑相关方法的微位移测量

介绍了数字散斑相关方法的基本原理,利用模拟散斑图分析了3种常用亚像素算法的性能.根据数字散斑相关方法测量微位移的特点,采用爬山搜索法进行整像素搜索,采用计算量小、计算精度高的基于梯度的算法进行亚像素搜索.利用千分表和数字散斑相关方法对有机玻璃梁试件三点弯曲中心挠度进行了测量,并与有限元计算结果进行了比较.结果表明,数字散斑相关方法测量微位移的实验系统是可靠的,在此基础上测量了试件加载位置附近区域的全场位移.     

基于数字散斑自相关技术的微位移测量

通过散斑照相实验,得到粗糙表面在激光照射下的散斑场,移动粗糙表面,记录位移前后的散斑图像,利用数字散斑相关方法分析散斑图像,即可确定粗糙表面的位移。理论分析和实验结果表明,数字散斑相关技术可以很好地实现测量带有粗糙表面物体的微小位移,精度可达微米级。     

利用激光散斑测量CCD的调制传递函数

在分析了影响ＣＣＤ调制传递函数诸种因素的基础上，选取一些半导体材料的典型值，数值模拟计算了ＭＴＦ。利用激光照明粗糙表面的物体所形成的散斑图样，根据散斑功率谱经ＣＤ成像前后的变化，确定ＣＣＤ的调制传递函数，实验结果与数值模拟计算相符。     

散斑光场干涉特性的研究

给出一种新的实验方法观察散斑光场的干涉条纹.实验中用强度关联测量可以观测到非相干光的鬼干涉、鬼成像和亚波长干涉,而我们在实验中直接用强度测量的方法来观察散斑光场的相干性,直接将强度叠加得到了类似双缝干涉的图样,并给出了理论解释,理论分析的结果和实验得到的图像相一致.     

数字散斑相关法测量连续位移的原理与实验

提出用数字散斑相关方法测量移动物体的连续位移.激光照射粗糙表面形成散斑场,用CCD记录粗糙表面移动时的序列散斑图像,利用数字散斑相关方法分析散斑图像,确定粗糙表面的位移.研究结果表明,数字散斑相关技术可以高精度地测出连续移动物体的位移.     

模拟散斑尺寸对数字图像相关算法影响分析

数字散斑测试精度的影响因素相对较多、精准控制难度较大,定量分析程度不足。为了提高数字散斑测试精度,文章通过模拟散斑的方法分析观测散斑尺寸大小对计算结果的影响。结果表明：随着散斑尺寸的增加,位移计算误差呈现先降后升的趋势,即散斑尺寸过大或者过小都不利于数字图像相关的位移计算,最优散斑尺寸为5～7像素。研究结果为数字图像相关计算的观测对象设计提供了数据基准,为实际现场监测的观测目标变形信息的精度提高提供了数据基础。     

应用ESPI测量悬臂板的挠度

介绍了电子散斑干涉计量（ＥＳＰＩ）原理，推导了ＥＳＰＩ求挠度（离面位移）的公式，设计了测量悬臂板离面位移的光路，用Ｃ语言编制了相应的数字图象处理软件，得出相关条纹图，计算了悬臂板的离面位移，并与双曝光全息干涉法作了测试比较，结果很好符合。     

高温条件下物体面内位移的非接触式检测

应用数字图像相关方法对高温条件下物体面内位移场进行快速、高精度测量.采用532 nm面阵激光作为照明光源配合532 nm窄带滤波与可调式衰减片组成的光学处理系统,很好地解决了高温情况下成像难题.介绍了人工散斑的制作方法,采用耐1000℃高温的高温墨作为散斑的制作原料,制作了可在1000℃高温情况下清晰的利于图像相关计算的散斑图.搭建了高温条件下物体面内位移的检测系统,分别做了常温下亮度不同的千分尺移动位移检测实验和喷灯对钢板持续局部加热到1000℃热变形场的测量实验.实验结果证明本系统具有抗干扰能力强、计算精度高以及便于实现的优点,可用于常温及高温条件下物体位移或变形场的测量.     

数字散斑相关方法在实验力学中的适用性

数字散斑相关方法是近些年来新兴的一门利用图像处理技术来计算物体的位移及变形的方法,具有全场测量、非接触、光路相对简单、测量视场可以调节、不需要光学干涉条纹处理、可适用的测试对象范围广、对测量环境无特别要求等优点,对此利用3个基本的实验,刚体平动、橡胶材料拉伸、三点弯梁实验,验证了数字散斑相关方法在大位移及变形测量中的适用性.     

光纤—数字散斑相关方法的原理和应用

对光导纤维—数字散斑相关方法进行了详细的理论分析和实验研究。作者根据相关搜索法的基本思想．按照ＭＳ４２１３型图像板的存取模式，用Ｃ语言编写了专门的相关识别程序。利用光纤完成了刚体（定轴转动圆盘）全场位移测量和变形体（三点弯曲梁）挠度全场测量的两个验证性实验，实验结果与理论值吻合较好。     

散斑相片中杨氏条纹的计算机分析

采用双曝光散斑照相法对物体进行平面内微小位移的测量，用付里叶光学技术使该散斑相片产生杨氏条纹，利用计算机对杨氏条纹进行了自动分析与处理，采用Ｒａｄｏｍ变换的一维付里叶变换求得该物体在二维频域中的位移场分布的计算方法，并给出计算结果。     

古建筑彩绘梁整像素位移自适应搜索解算方法

通过在构件表面喷涂均匀散斑并拍摄变形前后的图片,采用数字图像相关法（DIC）可实现构件位移的非接触式测量. 针对古建筑木梁彩绘图案灰度不均,导致传统DIC在整像素位移解算时识别效果差、计算效率低的难题,提出修正的自适应十字模式搜索法（IARPS）进行整像素位移解算. 首先,预估第一个搜索点的搜索半径,在该半径内进行穷举搜索;然后引入自适应十字模式算法,通过小菱形搜索实现整像素位移的解算. 采用散斑图模拟位移及装饰有彩绘图案的木梁压弯实验,将IARPS与DIC中常用粗-细搜索算法进行对比,结果表明,IARPS方法能有效克服粗-细搜索算法局部计算不精确的缺陷,且IARPS的计算效率可提高71.6%,为将DIC应用于古建筑彩绘梁的非接触式位移测量提供了一种新的解算方法.     

Digital Speckle Technique Applied to Flow Visualization

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｏｐｔｉｃａｌｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓｉｎｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｆｌｏｗｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[1].Ｔｈｅｍｏｓｔｏｂｖｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅ…     

基于移动最小二乘拟合的数字图像相关应变测量

为了应用数字图像相关方法得到可靠的位移场,本文提出应用移动最小二乘法对含噪声的位移场进行拟合,进而得到可靠的应变场。对原有的十字搜索算法进行了改进,实验表明改进后的搜索算法效率更高。用数字模拟实验验证了程序计算正确性,并说明能够应用该方法得到可靠的应变。并进行了复合材料板拉伸试验,复合材料平板实验计算结果和应变电测法得到的结果进行了对比,实验表明两种测量方法得到的结果相吻合。     

Digital speckle pattern interferometric measurement of diffusion coefficients in hydrogels

The technique of real-time digital speckle pattem interferometry is proposed to study diffusion of surfactants in hydrogel.The diffusion coefficient is simply and directly determined from the interferograms.An example of diffusion coefficient measurement of surfactant in agarose gel demonstrates the usefulness of the method.The results obtained are compared with the theoretical simulation values.     

利用激光散斑进行数字相关测量的可行性研究

本文从理论上阐述了激光散斑在用于数字相关测量时的性质及其与白光散斑相比的主要误差来源,讨论了其测量范围,并给出相应的实验验证．     

单目CCD离面位移测量

以针孔成像原理为基础,利用结构表面的离面位移与所成图像中散斑颗粒的应变的线性对应关系,通过计算散斑应变场的方法来计算结构表面的离面位移场,对其理论进行数字模拟分析.数字模拟结果表明,该方法可进行离面位移场测量,测量精度高,与理论相符.还用该方法进行了离面位移试验,试验结果及分析表明,噪音对该方法的影响很小,离面位移测量精度为毫米,可应用于土木工程结构试验中.     

显微像面全息散斑照相分离术及其应用

提出了用显微像面全息散斑照相分离术测量裂纹尖端三维位移场的新技术，该方法用两张全息干板分别放置于两个分离的像面上同时记录像面全息和散斑图．由于记录散斑图的底片不受参考光的影响，因此可以获得高对比度的散斑杨氏条纹图，这为条纹图的自动分析处理奠定了基础．把此方法与放大技术相结合，测试了裂纹尖端约２ｍｍ２范围内的弹塑性三维位移场及塑性区．