二维数字图像相关法测量精度研究——毕业论文

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1、编号：（）字号本科生毕业论文论文题目：二维数字图像相关法测量精度研究姓名：学号：班级：工程力学年月中国矿业大学本科生毕业论文姓名：学号：学院：力学与建筑工程学院专业：工程力学论文题目：二维数字图像相关法测量精度研究指导教师：职称：年月徐州摘要数字图像相关法是一种非接触式的全场光学测量方法,广泛应用于材料力学性能检测、医学、生物力学、岩石力学、微纳米力学等各个方面。该方法包括二维数字图像相关法和三维数字图像相关法。二维数字图像相关法只能测量平面物体的面内位移并对试件变形过程中产生的离面运动有很高的灵敏性，在常规测量中的测量精度较低。三维数字图像相关法结合双目立体视觉原理，可以测量曲表面的变形

2、，保证测量精度，但是该方法对实验设备要求高、操作复杂。因此，寻求测量精度高、实验装置和操作步骤又比较简单且有效的测量方法，对数字图像相关法的应用研究具有十分重要的意义。分析探讨了二维数字图像相关法的原理及其局限性、三维数字图像相关法的缺陷等。采用理论分析和室内实验相结合的方法，研究了二维数字图像相关法的局限性所带来的测量误差，指出二维数字图像相关法对离面运动的敏感性，其在常规测量中测量精度较低。针对二维数字图像相关法测量中由于离面运动、旋转、相机镜头畸变等引起的测量误差，提出一种提高测量精度的补偿方法。补偿法在简单的装备和操作条件下即能实现高精度的测量。在分析该补偿方法的原理和适用范围的基

3、础上，通过实验验证该方法在适用范围内的有效性。同时，提出该补偿法中的不足之处及改进算法，并通过理论分析、实验验证的方法来研究该不足之处对补偿效果的影响及改进算法的准确性。关键词：二维数字图像相关法；补偿法；测量精度；离面运动影响ABSTRACTDigitalimagecorrelation(DIC)isamethodforfullfieldnon-contactopticalmeasurement,widelyusedinthematerialmechanicsperformancetesting,medicine,biologicalmechanics,rockmechanics,mic

4、ro/nanomechanics.Themethodincludestwo-dimensionaldigitalimagecorrelation(2D-DIC)andthree-dimensionaldigitalimagecorrelation(3D-DIC).2D-DICcanonlymeasuretheflatobjectin-planedisplacementandintheconventionalmeasurementitsaccuracyislowasithashighsensitivitywithout-of-planemovementoccurredintheprocess

5、ofspecimendeformation.3D-DICcombingbinocularstereovisiontheory,canmeasurethedeformationofthecurvedsurface，itisabletoguaranteethemeasuringaccuracy,but,thismethodrequireshighqualityexperimentalsetupandcomplicatedoperation.Therefore,seekamethodwhichhashighmeasurementaccuracyandthesimplicityoftheexper

6、imentalsetupandeffective,appliedresearchdigitalimagecorrelationmethodhasveryimportantsignificance.Analyzedanddiscussedtheprinciplesoftwo-dimensionaldigitalimagecorrelationmethodanditslimitations,defectsinthree-dimensionaldigitalimagecorrelationmethodandsoon.CombiningLaboratoryexperimentsandtheoret

7、icalanalysismethodstudytheerrorcausedbythelimitationsof2D-DIC.Notingthat2D-DIChaslowaccuracyasithashighsensitivitywithout-of-planemovementoccurredintheprocessofspecimendeformation.Bedirectedagainsttheerrorcausedb