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1、第30卷第2期兵器材料科学与工程Vol.30No.22007年3月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGMar.,2007基于图像匹配的无损变形测量*王军1,韩峰2,白福忠2(1.盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224003;2.内蒙古工业大学机械学院,内蒙古呼和浩特010062)摘要:在传统网格法的基础上,给出一种基于图像匹配的无损变形测量新方法。该方法以图像的亚像素匹配为关键技术并采用虚拟网格的思想。在测量时,不用在待测物体表面预制任何标志,而是利用试件表面的数字图像的灰度特征形成虚拟网格,利用区域
2、匹配算法完成全场的位移测量;再按照网格法中的应变计算方法得到位移转变成应变。典型拉伸实验证实,该方法与传统网格法的测量结果一致。关键词:图像匹配;亚像素;无损变形测量;虚拟网格;应变测量;灰度特征中图分类号:TP751.1文献标识码:A文章编号:1004-244X(2007)02-0064-03Non~destructivedeformationmeasuringmethodbasedonimagesticking122WANGJun,HANFeng,BAIFu-zhong(1.DepartmentofMechanicalEngineer
3、ingofYanchengInstituteofTechnology,Yancheng224003,China;2.MechanicalCollegeofInnerMongoliaUniversityofTechnology,Hohhot010062,China)Abstract:Thepaperpresentsanewnon~destructivedeformationmeasuringmethod.Ittakesimagestickingtechnologyasitskeytechnologyandacceptsanideaofvir
4、tualgridsothatitmakesthesurfacedeformationmeasurementmoresimple,efficientandeasytobeautomated.Inmeasuringprocess,themeasurementofwhole~fielddisplacementisfirstaccomplishedwiththehelpofarea~basedimagestickingalgorithmandanideaofvirtualgridresultedfromthenaturalgrayfeatures
5、oftheobject’ssurfaceinsteadofanyartificialsignsorpatternsprefabricated,andfinally,afullsurfacedeformationiscalculatedsimplybythealgorithmoftraditionalgridmethod.Typicaltensileexperimentshaveshownthatthetestresultsfromtheproposedmethodagreewellwiththosefromtraditionalgridm
6、ethod.Keywords:imagematching;subpixel;non-destructivedeformationmeasurement;virtualgrid;strainmeasurement;grayfeatures目前可以用多种方法或技术完成对物体表面变形变。经过试验证明该方法在一般变形测量中的正确性的测量和分析。其中常用的基于视觉技术的变形测量和可行性,与传统的方法相比具有分辨率高、测量结果[1]方法有网格法和数字散斑相关法。可靠的优点。因此该方法在工程应用、机械行业等多种网格法在使用时须在物体表面预制规则的网格,
7、工程领域中的变形测量和力学分析中得到应用。且对网格的质量有比较高的要求,同时其测量精度有限,因此网格法的应用在一定程度上受到了限制。数字1无损变形测量方法散斑相关法是一种从物体表面随机分布的人工或自然[2]1.1无损变形测量原理散斑场中直接提取全场变形信息的光测方法,对变形基于图像匹配的无损变形测量方法最大的特点体表面的灰度特征有一定要求,有时需要在待测表面是:在测量过程中,不用在待测物体表面设置任何标上预制某种图案。数字散斑相关法计算过程复杂、计算志,而是依据从变形体表面获得的数字图像的灰度特量大,当应变很小时,由于相关性对散斑位移梯度
8、不敏[3]征形成虚拟网格,然后采用基于区域的匹配算法来首感,使得测量结果误差大。先完成全场的位移测量;然后再按照传统网格法中的作者给出了一种基于图像匹配的无损变形测量新应变计算方法将得到的位移
