【摘要】：微小位移量測(cè)量在工程應(yīng)用和材料力學(xué)中具有重要意義�，F(xiàn)有測(cè)量技術(shù)主要分為光學(xué)測(cè)量和電學(xué)測(cè)量。而光學(xué)測(cè)量中,散斑照相法是實(shí)現(xiàn)微小位移量的有效途徑之一。本文在現(xiàn)有散斑照相術(shù)理論的基礎(chǔ)上,以提高測(cè)量精度、實(shí)現(xiàn)亞像素測(cè)量為目標(biāo),提出了基于傅里葉變換相位的新算法。文中對(duì)新算法運(yùn)算模式進(jìn)行了詳細(xì)討論,具體工作內(nèi)容包括:(1)基于傅里葉變換相位的散斑照相算法理論的闡述,與傳統(tǒng)自相關(guān)散斑照相法進(jìn)行了測(cè)量極限、測(cè)量精度方面的具體對(duì)比。(2)用MATLAB編寫軟件完成散斑圖數(shù)據(jù)處理,對(duì)比了傳統(tǒng)相加模式、相減模式和相位算法的測(cè)量結(jié)果。(3)理論說(shuō)明并驗(yàn)證了相位算法可以達(dá)到的測(cè)量極限和測(cè)量精度,對(duì)亞像素測(cè)量中遇到的噪聲問(wèn)題進(jìn)行了有效處理。(4)完成了將新算法用于白光散斑測(cè)量位移的實(shí)驗(yàn)。理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,相位算法可以檢測(cè)的最小位移量與散斑尺寸無(wú)關(guān),僅取決于光電轉(zhuǎn)換器件的像元間距大小,測(cè)量最大值大于傳統(tǒng)散斑照相法。相位法可以方便地判斷散斑場(chǎng)移動(dòng)方向。另外,相位算法可實(shí)現(xiàn)亞像素測(cè)量,測(cè)量精度達(dá)到亞微米級(jí),相對(duì)誤差在10%左右。白光散斑實(shí)驗(yàn)證明相位算法在該鄰域同樣適用。
[Abstract]:Micro displacement measurement is of great significance in engineering application and material mechanics. The existing measurement technology is mainly divided into optical measurement and electrical measurement. Speckle photography is one of the effective ways to realize micro displacement in optical measurement. In this paper, based on the existing speckle photography theory, a new algorithm based on Fourier transform phase is proposed in order to improve the measurement accuracy and realize the sub-pixel measurement. In this paper, the operation mode of the new algorithm is discussed in detail. The concrete work includes: (1) the theory of speckle photography algorithm based on Fourier transform phase is expounded, and the measurement limit is measured with the traditional autocorrelation speckle photography method. The specific comparison of measurement accuracy. (2) the speckle pattern data processing is completed with MATLAB software, and the traditional addition mode is compared. The measurement results of subtraction mode and phase algorithm. (3) the measurement limit and accuracy of phase algorithm are explained and verified theoretically. The noise problem encountered in sub-pixel measurement is effectively dealt with. (4) the experiment of using the new algorithm to measure the displacement of white light speckle is completed. The theoretical and experimental results show that the minimum displacement detected by the phase algorithm has nothing to do with the speckle size, but only depends on the pixel spacing of the photoelectric conversion device, and the maximum measured value is larger than that of the traditional speckle photography method. The phase method can easily judge the direction of speckle field movement. In addition, the phase algorithm can realize the sub-pixel measurement, the measurement accuracy reaches the sub-micron level, and the relative error is about 10%. The white light speckle experiment shows that the phase algorithm is also suitable in this neighborhood.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2480361