论文摘要
白光数字图像频域分析法的二维测量技术现已日益成熟,特别是相移法的引入,实现了全自动测量。但是该方法还没有实现三维位移与变形的测量,尤其是大变形的测量。本论文结合立体摄影术、摄像机标定方法和白光数字图像频域分析法,首次提出了利用白光数字图像频域分析法测量物体三维位移与变形的实验方法,把该方法应用于动态、大变形的测量。首先,本论文提出了结合白光数字图像频域分析法原理,立体摄影术原理和Tsai摄像机标定方法三者来测量三维位移与变形的实验方法,并根据白光数字图像频域分析法全自动测量的优点,提出了三维位移测量方法中的位移投影法。用平移实验和四周固支,中心受集中力的薄板的离面位移测量实验验证两种方法的正确性。实验数据表明,误差在允许的范围之内。其次,本论文提出了利用白光数字图像频域分析法标定CCD摄像机测量系统的实验方法。利用具有随机斑点特征的模板,结合白光数字图像频域分析法和三维精密调节架来标定CCD摄像机的实验方法,并实现该方法的三维测量。利用四周固支,中心受集中力的薄板的离面位移测量实验验证了该方法的可行性。最后,本论文将三维位移的测量方法应用到实际测量中,分别测量了薄壁圆筒压缩变形,橡胶管受内压时的变形和特殊工程材料III型裂纹尖端应力强度因子。三个实验的结果表明了该方法适合测量动态变形,大变形和小区域位移。对该方法的精度和一些影响位移测量的因素如图像大小,拍摄角度,离焦,镜头畸变等进行了分析,探讨了方法的适用范围。
论文目录
摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 本课题的研究背景1.2 三维位移与变形测量技术的研究现状1.3 本课题选题意义1.3.1 三维位移与变形测量方法中存在的问题1.3.2 白光数字图像频域分析法的特点1.3.3 白光数字图像频域分析法亟待解决的问题1.4 本文的主要工作1.5 本文的创新点第二章 白光数字图像频域分析法测量三维位移的研究2.1 引言2.2 三维数字图像相关法2.2.1 数字图像相关方法原理2.2.2 三维数字图像相关方法2.3 白光数字图像频域分析法测量三维位移的实验研究2.3.1 立体摄影术2.3.1.1 摄像机成像原理2.3.1.2 Tsai摄像机标定法2.3.1.3 立体摄影术的测量方法2.3.2 利用白光数字图像频域分析法测量物体三维位移的实验原理2.3.2.1 白光数字图像频域分析法2.3.2.2 物体三维位移的求取方法2.3.3 实验与分析2.3.3.1 双CCD摄像机内外参数的标定2.3.3.2 平移实验2.3.3.3 中心受集中力，四周固支薄板离面位移的测量实验2.3.4 误差分析2.3.4.1 误差来源2.3.4.2 减少误差的措施2.4 本章小结第三章 白光数字图像频域分析法中的CCD摄像机标定及其在三维位移测量中的应用3.1 引言3.2 原理3.3 双CCD摄像机对称摆设的标定实验3.3.1 实验方法3.3.2 实验结果3.3.3 结合双CCD对称摆设的标定实验，测量中心受集中力，四周固支薄板的离面位移3.4 双CCD非对称摆设的标定实验3.4.1 标定实验方法3.4.1.1 特征点空间坐标的求取方法3.4.1.2 特征点空间坐标值的实验结果3.4.2 标定实验过程和结果3.4.3 结合双CCD非对称摆设的标定实验，测量中心受集中力，四周固支薄板的离面位移3.5 本章小结第四章 白光数字图像频域分析法的三维位移测量技术应用4.1 薄壁圆筒压缩实验4.1.1 实验方法4.1.2 实验结果4.2 薄壁橡胶管受充气内压时的变形研究4.2.1 橡胶材料变形行为的研究意义与现状4.2.2 实验方法4.2.3 实验结果4.2.4 实验结果分析4.2.5 实验结论4.2.6 橡胶管试件整体的变形4.3 利用白光数字图像频域分析法测量Ш型裂纹尖端应力强度因子4.3.1 引言4.3.2 利用离面位移w 求Ш型裂纹尖端应力强度因子4.3.3 测试区域的记录4.3.4 实验结果分析4.3.5 结论4.4 本章小结第五章 测量精度与适用范围分析5.1 离焦造成的影响5.1.1 实验方法5.1.2 实验结论5.2 拍摄角度的影响5.2.1 不同拍摄角度记录试件5.2.2 实验结果5.3 镜头畸变5.3.1 消畸处理和不进行消畸处理实验的比较5.3.2 畸变对同一图像，不同区域的影响5.4 斑点大小对实验结果的影响5.4.1 实验方法5.4.2 结论5.5 系统误差和随机误差5.5.1 系统误差5.5.2 随机误差5.6 本章小节第六章 总结与展望参考文献发表论文和参加科研情况说明致谢
相关论文文献
标签：三维位移与变形论文; 白光数字图像频域分析法论文; 立体摄影术论文; 摄像机标定论文;
