基于低成本相机的位移引伸计技术研究文献综述

 2022-10-25 12:10

文献综述(或调研报告):

[1]文中主要是基于体视显微镜和三维数字图像相关(DIC)方法,提出了一种非接触测量技术,用于测量微型试样的三维形状和变形数据,并开发了相应的显微测量系统。在双目立体光显微镜上安装了一对照相机,从一个有散斑图案的样品表面的两个不同的光学路径上获取配对显微照片。针对复杂的光路和高倍率,提出了一种结合先验翘曲函数的精确等效相对校准方法,用于校正图像畸变,优化立体显微镜的内、外参数。然后,提出了一种基于DIC方法和图像校正技术的快速一维同步立体匹配方法,用于寻找配对显微照片中不连续的对应点。最后,从相应的点重建三维图形,利用变形前后的时间显微照片确定全场变形的有效性和准确性。

[2]文主要说的是使用单个摄像机的二维数字图像相关方法通常仅局限于平面物体的面内变形测量,而使用两个摄像机基于双目立体视觉原理的三维数字图像相关方法克服了这一局限,可对平面和曲面物体表面的三维形貌和载荷作用下的三维变形进行测量。

本次实验小组也会涉及到一些关于三维数字图像的相关实验,并与较为成熟的工业相机测试结果进行对比,更好地提出改善意见。

  1. 文提出了一种快速三维数字图像相关(3D-DIC)方法来实现实时测量。在不牺牲计算精度的前提下,提出了两种提高计算速度的方法。首先,为了避免重复计算,提出了一种有效的反合成高斯-牛顿(IC-GN)算法。此外,将种子点并行方法推广到三维离散信息中心,实现了并行计算和更快的收敛速度。

文中还详细介绍了该方法的实时测量过程。利用高效的IC-GN算法和并行处理软件,实现了每帧分辨率为5000点、帧速率为10帧/秒的实时三维变形监测。为了验证该方法的有效性,采用实时三维离散元方法确定了四点弯曲梁的位移场。作为一种应用,基于该技术对人体脉搏进行了实时诊断。实验结果验证了所提出的实时3D-DIC方法在中药中的实用性和有效性。

  1. 文首先研究了相机光轴不垂直于试件表面时普通光学引伸计的应变精度。推导表明,即使是很小的斜角theta;也会产生相当大的应变误差,而相反的斜角theta;也会产生相同量级的相反应变误差。因此,取这两个光学引伸计的应变平均值,几乎可以完全消除这种不垂直的影响,其形式与双反射成像实现的光学引伸计相同。由于试件的横向应变小于其轴向应变,因此横向应变的测量要求较高的应变测量精度。

[6]文对于光学引伸计方面的知识对于论文撰写有较大帮助,且实际情况与实验情况较为类似,对于实验的进行有较大的指导意义。

参考文献:

[1] Sutton M A, Orteu J J, Schreier H. Image correlation for shape, motion and deformation measurement: basic concepts, theory and applications[M]. Springer Science amp; Business Media, 2009. 27-228.

[2] 潘兵,谢惠民,李艳杰. 用于物体表面形貌和变形测量的三维数字图像相关方法[J]. 实验力学,2007,22(6):556-567.

[3] 陈振宁,刘聪,何小元.数字图像相关方法中的标定对三维形貌和变形测量的影响[J].东南大学学报(自然科学版),2013,43(5):1050-1054.

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