基于dic的非接触式全场应变测量系统设计 - 图文(10)

燕山大学本科生毕业设计（论文）

致谢

光阴似箭，日月如梭。四年的时间，在我们漫长的人生旅途中是那么的短暂，但是，这短短的四年是最真诚的青春，是最纯真的岁月，是最美丽的大学生活。

首先我要感谢国家，感谢学校和学院能给我这次毕业设计的机会，通过本次毕业设计我学到了很多专业性的知识，巩固了前几年学到的专业知识，使自己在学习方面有了进一步的提高。

之后我还要感谢在本次毕业设计过程中给我很大帮助的老师以及同学们。每当自己遇到解决不了的麻烦和难题时，左思右想不见答案，这时候是导师和同学给我很大的帮助，没有他们我不会顺利完成此次毕业设计。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，感谢一路陪我走来，给我莫大帮助的林洪彬老师，还有那些陪在我身边和我共进退的同学。从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友都给了我无言的帮助，在这里请你们接受我最诚挚的谢意！

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附录1

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燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：基于dic的非接触式全场

应变测量系统设计 学院（系）： 里仁学院 年级专业： 09级仪表二班 学生姓名： 指导教师： 林洪彬 完成日期： 2013年3月26日

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一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

20世纪80年代，来自美国的W.H.Peters、W.F.Ranson和来自日本的I.Yamaguchi同时提出了数字图像相关的算法。W.H.Peters和W.F.Ranson通过对变形前后的灰度图像进行相关迭代可以找到相关系数的极值，从而得到物体的位移值。I.Yamaguchi则用测量物体变形前后光强的相关峰值从而推导出物体的位移。

近几十年来，国内外的许多学者对数字图像相关法进行了更加深入的研究，并且取得了不小的成果。由于数字图像相关法更加依赖于计算机的计算速度，所以许多学者就如果提高计算机的计算速度进行了探索研究。Peters在1983年用数字图像相关法进行了刚体测量研究。在同一年，sutton用粗细相关结合的方法对相关搜索进行了进一步的完善和改进，大大提高了计算机的计算速度。随后，T.C.Chu和Ranson完善了数字图像相关法的测量理论。1989年， Russell用数字图像相关法进行了复合材料的裂纹测量，得出了裂纹二维全场应变。同年，Bruck用插值重建Newton-Raphson迭代算法解决了许多相应的问题，使得数字图像相关法有了很大程度的提高和改进，理论更加趋于完善。1993年，来自加拿大的陆华教授用统计学的方法对数字图像结果进行了误差分析，并且提出了较小误差的办法。1995年，Coburn利用陆华教授的方法对陶瓷损伤进行了实验，实现了陶瓷的无损检测。1996年，Sutton把数字图像相关法应用到了高温测量的领域，同时利用相关的条件和设备把数字图像相关的方法发展到了三维领域。1997年，H.Lu用数字图像相关法对圆柱的变形前后的应变进行了比较和相关的测试。1998 年，endroux,Smith改进了精度研究的方法。同年，Y.J.Chao利用此种方法冲击满负荷下裂纹的扩展情况。Rand James L利用数字图像相关方法分析散斑运动，从而得到相关位移，并且通过位移得到应变，做出应变-应力曲线。

近几年来，在广大学者的共同努力下，数字图像相关法有了进一步的发展。2001年，Chevalie对橡胶材料的单双轴拉伸进行了数字相关分析，可以得到应力-应变关系。2004年，Yamaguchi对粗糙物体表面也可以进行数字图像相关分析的能力。

在国内，数字图像相关方法也得到了广泛的关注，各种数字相关的学术

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研究也如火如荼的开展起来了。1989年，高建新首次在我国进行了数字相关分析研究，从理论上分析了数字图像相关法，并且进行了物体刚体位移实验测量，但是由于当时实验条件的影响，实验效果不是很理想，精度也不是很高。1992年，李喜德用亚像素的方法对散斑图像进行检测和重建。1993年，李宝琛教授对裂纹金属的损伤进行了全场应变研究，并且得到了比较令人满意的结果。1994年，芮嘉白博士提出了很好的搜索改进方案，例如十字搜索法，在节约时间的基础上也提高了计算的精度。1995年，高建新在生物力学领域提出了多用途数字图像相关的测量系统。1998年，姜锦虎对可能对数字图像相关法造成误差的因素进行了研究。2002年，马少鹏根据岩石材料的变形改进了数字图像相关法。2004年，樊雪松对正交异性材料进行数字相关分析，得到应力应变曲线。

相关搜索和相关迭代式数字图像相关法的两种测量方法。相关搜索只能得到位移信息，而应变可以通过位移求导获得。相关迭代可以同时得到位移和应变，是全场测量的方法。

在当今时代，随着科技的越来越发达，数字图像相关法慢慢的朝着旧材料到新型材料，普通环境到恶劣环境，静态到动态，微观到宏观的趋势不断发展。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题

1、了解数字图像相关法基本原理 2、掌握相关搜索的方法 3、了解亚像素位移定位法

4、进行仿真测试，并进行误差分析 三、研究步骤、方法及措施

在了解本课题国内外研究动态的基础上确定适合自己的研究方向，从数字图像相关法原理作为为切入点，查阅国内外相关文献资料，并研究matlab软件用法，用matlab软件对相关算法进行编程设计，并进行试验仿真，验证此算法的可行性。 四、研究工作进度

1、查阅资料，阅读文献。

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2、方案论证，总体设计。 3、理论分析，模型研究。 4、软件设计，仿真调试。 5、撰写论文，准备答辩。 五、主要参考文献

1 .高建新，数字散斑相关方法及其在力学测量中的应用，清华大学博士论文，1989

2 .高建新，周新庚，变形测量中的数字散斑搜索方法，实验力学，第 6 卷，第 4 期，1991

3 .李喜德，光学场的强度相关计量理论及其应用研究。西安交通大学博士论文，1992

4 .潘冰，数字图像相关方法及其在实验力学中的应用。清华大学博士论文，2007

5 .汪敏，同步辐射 CT 技术研究及应用。中国科学技术大学博士论文，2006

6 .金观昌，计算机辅助光学测量。北京：清华大学出版社，1997 7 .高建新，周新庚，数字散斑相关方法的原理与应用，力学学报，1995 8 .芮嘉白，金观昌，徐秉业，一种新的数字散斑相关法及应用，力学学报

9 王世斌，李翔宇，李林安等。后验概率算法应用于位移场的确定。实验力学，2004

10 .孟利波，金观昌，姚学峰.DSCM 中摄像机光轴与物面不垂直引起的误差分析.清华大学学报（自然科学版）,2006

11 .汪敏,胡小方,伍小平.物体内部三维位移场分析的数字图像相关方法.物理学报,2006

12 .马少鹏,金观昌,潘一山.白光 DSCM 方法用于岩石变形观测的研究.实验力学，2002

13 .马少鹏,金观昌,潘一山.岩石材料基于天然散斑场的变形观测方法研究.岩石力学与工程学报,2002

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