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应用传统数字图像相关方法进行变形场分布测量时,很难精确处理带有椒盐噪声的数字图像。本文利用斯皮尔曼秩次(SR)相关系数对于椒盐噪声鲁棒的特点,提出了一种基于SR的数字图像相关算法。根据SR均值统计特征,当椒盐噪声密度足够小时,二元高斯混合模型数据的SR相关系数主要由散斑图像母体之间的相关系数决定。为了验证SR在椒盐脉冲噪声情况下的稳健性,采用可精确控制的模拟散斑图像进行了仿真,然后在三维扫描系统中使用SR相关技术计算出扫描数据的偏差。可控压缩散斑变形仿真表明,当椒盐噪声密度小于25%,计算子块大小为41pixel×41pixel时,SR数字图像相关仍可计算出精确的变形。将该算法应用于计算激光扫描纹理数据之间的偏差,结果显示,整体变形为4μm时,相关系数为0.996 6,表明SR相关系数具有较强的稳健性,在椒盐噪声下可用数字图像相关方法进行变形场分布测量。 相似文献
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对Q235B钢、45钢、T8钢进行室温准静态拉伸试验,基于三维数字图像相关(3D-DIC)法测定拉伸过程中颈缩处的应变和半径以及应变分布,并与力-位移传感器测试结果和ABAQUS有限元模拟结果进行对比。结果表明:3D-DIC法测试得到拉伸过程中3种碳钢的应变和颈缩处半径均呈先慢后快的变化趋势,与碳钢的拉伸变形行为相符,并且应变的变化规律与有限元模拟结果一致,平均相对误差小于2.35%;3D-DIC法与力-位移传感器测试得到的应变的平均相对误差为0.003%,说明3D-DIC法较准确。3D-DIC法测试得到的应变在x轴和y轴方向的分布与有限元模拟结果较吻合,但有限元模拟结果更精细,对于xy平面上的应变分布,这两种方法所得结果差异较大。 相似文献
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文中针对现有机械装备的非接触振动信号测量方法存在的成本高、识别效果差的问题,提出采用灰度数字图像相关法进行结构振动频率测量。首先使用普通相机捕获结构的振动信息后将含有感兴趣区域(ROI)的视频逐帧处理为单帧图片,然后采用平均值灰度化方法将图像灰度化并进行高斯滤波处理,接着采用数字图像相关法将滤波之后的图像进行匹配,最后将获得的图像位移数据进行傅里叶变换,得到结构的振动频率信息。通过2个试验来验证本文所提出的振动识别系统的有效性。结果表明:该振动识别系统测量结果与有限元计算结果误差小于4%,表明了所提振动识别方法可以有效完成机械装备的振动频率测量。 相似文献
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提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形.首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值.然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法.最后,借助于VC+ +6.0开发环境,研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统.为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性,利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验,并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验.实验表明:本文方法的应变测量精度为0.5%,与引伸计的测量结果基本相当;与传统的测量方法相比,提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维移和应变场,并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理,是研究焊接变形规律的有效手段. 相似文献
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用于三维变形测量的数字图像相关系统 总被引:4,自引:4,他引:4
针对材料力学实验中的三维变形测量,提出并实现了一种基于双目立体视觉、摄影测量术和数字图像相关法的便携式三维变形测量系统。研究了该系统涉及的双目摄像机标定,图像相关算法,三维重建,以及三维位移、应变计算等关键技术。提出了一种基于摄影测量术的摄像机标定算法,该算法采用10参数镜头畸变模型,不需要高精度标定板即可实现摄像机的高精度标定。利用最小二乘非线性优化算法实现了数字图像的高精度匹配,针对非线性优化初值难求的问题,提出了一种基于种子点的初值计算方法,为非线性优化提供了可靠的初值。最后,介绍了三维重建以及计算三维位移、三维应变的方法。实验结果表明,标定结果的重投影误差为0.03 pixel,图像匹配的误差约为0.02 pixel,静态外形及位移的测量精度为0.05%,应变的测量精度优于0.5%。与传统的测量方法相比,本文提出的系统可以更准确、全面、直观地实现对位移场、应变场的测量。 相似文献
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在传统的动力学实验中,获取位移/形变的方法都有诸多缺陷,例如无法进行全场测量,动态测量中实时响应不够及时,系统精度较低等。与传统测量方式相比,光学测量方法具有非接触、可全场测量、测量精度高、使用方便、采集数据信噪比高等优点,在实验力学中被广泛使用。本文通过基于数字图像相关技术的光学测量方法,对铝合金构件进行了拉伸应变测量,验证了该测量系统在实际应用中的精度和可靠性。 相似文献
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基于模板抽样的快速图像匹配算法 总被引:11,自引:5,他引:6
为了提高图像匹配速度,满足某些领域的实时性要求,提出了一种快速图像匹配算法.该算法利用Sobel边缘算子得到模板的灰度边缘图像,并对该边缘图像进行抽样以提取匹配点,从而显著减少匹配过程的计算量.利用遗传算法的非遍历搜索机制,迅速收敛到全局近似最优解,进一步减少了匹配过程的计算量.在此基础上引入精确匹配环节,找出了目标子图像的精确位移及旋转角度.将该算法应用于全自动金丝球焊机的图像识别系统,在主频为1GHz的工控机上实现该算法,匹配时间平均约为37ms,小于系统在60ms内进行匹配的要求,连续多次实验算法均能精确匹配目标的概率为93.8%,满足该系统的实时性与精度要求,取得了理想的效果. 相似文献
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为合理地选择切削用量,建立了基于遗传算法的切削用量优化系统框架结构,系统地研究了遗传算法及其相关内容。在约束、单优化目标函数数学建模的基础上,采用线性加权法建立的多目标优化函数;采用罚函数法改进目标函数,使约束直接表示在目标函数中,简化了切削用量的寻优过程。最后,应用遗传算法开发了一个车削用量优化器,对多约束条件下的切削用量优化结果进行了分析,总结了寻优过程中约束条件影响切削用量优化结果的规律。 相似文献
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对产品造型进行了编码,采用目标客户参与的方式评定造型参数的权重;根据权重次序将产品设计的造型编码进行层次分级;通过层次降级的方式对原始解空间进行数据处理,每次降级利用交互式遗传算法搜索最优解,逐级完成造.型设计的细化设计.求解过程基于解码的形态方案进行,并为设计师提供了直观的操作界面. 相似文献
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基于遗传算法的配送车辆优化调度 总被引:7,自引:0,他引:7
分析了汽车运输的特点和成本,针对配送企业,建立了实际的物流配送,并量化各项评价指标,给出了采用遗传算法进行优化调度的数学模型,并结合两阶段法和改进的遗传算子编写了实现算法。 相似文献