【摘要】：數(shù)字散斑相關(guān)法可實現(xiàn)非接觸、高精度測量,因此被廣泛地應用于實驗力學和化學分析等相關(guān)領(lǐng)域。國內(nèi)外研究者利用該方法進行研究時,大多是在計算機上對拍攝的待測物照片進行相關(guān)圖像處理和計算,無法真正地做到便攜式實時測量。論文研究了一種基于數(shù)字散斑相關(guān)法的便攜式實時測量系統(tǒng),用于測量物體發(fā)生形變時的面內(nèi)微位移。論文提出了一種便攜式測量系統(tǒng)的研究方案,并對系統(tǒng)所用的相關(guān)算法進行了研究,提出了一種能減小計算誤差的相關(guān)性計算方法。分析了計算窗口大小對相關(guān)系數(shù)和計算誤差的影響,找到了最佳計算窗口的大小。提出用ARM嵌入式系統(tǒng)代替計算機進行圖像處理和相關(guān)測量,利用激光測距模塊與角度測量模塊完成了距離的標定,通過屏幕按鍵操作控制系統(tǒng)完成測量功能。研究了一款散斑APP軟件,可用手機連接WIFI遠程控制系統(tǒng)進行測量,消除了按鍵操作帶來的系統(tǒng)抖動。研究表明,通過提高相關(guān)系數(shù)公式的次方,既能在整像素搜索時有效地避免陷入局部最大,又能減小亞像素計算的誤差,可將計算誤差減小21.66%。系統(tǒng)重1.008kg,大小為196mm×132mm×50mm,續(xù)航時間約為2.6h。最終測試數(shù)據(jù)表明,系統(tǒng)可實現(xiàn)50m以內(nèi)不同距離下的形變測量,測量精度在10m以內(nèi)高于0.2mm,測量誤差小于5%,單一方向計算時間3s左右,全場計算時間12s左右。
【圖文】：

a) b)圖 3-2 物體形變模擬散斑圖a) 參考圖像 b) 目標圖像Fig. 3-2 Simulated speckle pattern of object deformationa) Reference image b) Target image 3-2 a)表示形變前的散斑圖，稱為參考圖像，b)表示形變后的散斑圖像。兩幅圖像大小為 576×768，目標圖像相對于參考圖像在 x 方向上el，y 方向位移了 0.5pixel。首先在參考圖像中選取一個參考子區(qū)域，像中選取與參考子區(qū)域大小一樣的子區(qū)域作為目標子區(qū)域，用相關(guān)算兩個子區(qū)域的相關(guān)性，并通過整像素搜索找到與參考子區(qū)域相關(guān)子區(qū)域，再用亞像素算法對最相關(guān)部分進行亞像素計算，從而得到子區(qū)域形變時的亞像素級位移量。相關(guān)性計算

和目標圖像中子區(qū)域的協(xié)方差自相關(guān)函數(shù)。為了討論以上兩類相關(guān)系數(shù)計算公式性能，分別用不同積相關(guān)和減相關(guān)的計算公式對圖3-2模擬的散斑圖進行全場相關(guān)性計算，，其相關(guān)系數(shù)分布如圖3-3所示。a) b)
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41

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4 王仕t

本文編號：2611691