【摘要】：數(shù)字圖像相關(guān)方法因其非接觸、全場、環(huán)境要求低等特點(diǎn),被廣泛用于土木、機(jī)械、生物、航天等各個(gè)行業(yè)。該方法基于追蹤試件表面的紋理特征,實(shí)現(xiàn)對試件形貌、運(yùn)動、變形的測量。因此,試件表面的散斑場對數(shù)字圖像相關(guān)方法至關(guān)重要。目前對于如何在試件表面制作散斑場、制作什么樣的散斑場尚無定論,導(dǎo)致對于同一實(shí)驗(yàn),由不同的實(shí)驗(yàn)人員操作可能得到不一樣的結(jié)果。這使數(shù)字圖像相關(guān)方法的一致性和正確性受到質(zhì)疑,從而大大限制了數(shù)字圖像相關(guān)方法的應(yīng)用。為了解決這一問題,需要尋找一個(gè)高質(zhì)量的散斑場。該散斑場應(yīng)該對應(yīng)著最小的數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算誤差。為了尋找這一散斑場,本文首先對本課題組近年來在實(shí)驗(yàn)中使用的36幅散斑圖進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。通過模擬數(shù)字圖像相關(guān)計(jì)算給出了該36幅散斑圖中最好的散斑圖,并分析了其數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算誤差較小的原因。進(jìn)一步分析證實(shí)平均灰度梯度難以完全評價(jià)散斑場質(zhì)量,而圖像處理學(xué)科中描述紋理的相關(guān)描述子、平滑度描述子以及方差描述子與數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算誤差高度相關(guān)。然而,為了得到最優(yōu)的散斑場,不僅要分析現(xiàn)有的散斑圖,還需進(jìn)行理論分析。為此本文綜述了數(shù)字圖像相關(guān)計(jì)算誤差和散斑場各個(gè)特征間的理論關(guān)系,在此基礎(chǔ)上采用了分枝定界的方法求得有限計(jì)算時(shí)間下子區(qū)灰度梯度平方和最大的散斑場,其平均灰度梯度比隨機(jī)散斑場高了50%以上,數(shù)字圖像相關(guān)方法計(jì)算誤差降低了40%。本文同時(shí)給出了采用圓點(diǎn)分布設(shè)計(jì)數(shù)字散斑場的最佳參數(shù),研究表明其精度高于用最優(yōu)化方法算出的散斑場,并在兩個(gè)實(shí)際實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了數(shù)字散斑場的可行性和優(yōu)越性。本論文針對數(shù)字圖像相關(guān)方法中數(shù)字散斑場的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了深入講究,通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,得到了數(shù)字圖像相關(guān)計(jì)算誤差較小且方便實(shí)用的數(shù)字散斑場,并將其用在了實(shí)際測量中,保證了數(shù)字圖像相關(guān)方法中散斑場的一致性,為實(shí)際實(shí)驗(yàn)提供了可靠的手段,具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;O341
【圖文】：

二維數(shù)字圖像匹配計(jì)算示意圖

圖1.2雙目立體視覺原理示意圖

典型噴漆制作的散斑圖

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1 馬要武;柯敬唐;;激光散斑復(fù)合錯(cuò)位干涉法[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);1987年03期

2 趙建林;姬婉華;徐緒篤;;采用白光照射測量平板彎曲的散斑鏡象法[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1987年01期

3 王仕t

本文編號：2752241