[發(fā)明專利]一種基于弱形式的數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變場計算方案

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710927051.2
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107726991B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董雷霆;楊秋紅;賀雙新
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于弱形式的數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變場計算方案，其特征在于實現(xiàn)步驟如下：

設(shè)置數(shù)字圖像相關(guān)測量系統(tǒng)，包含待測試件、光源、照相機、計算機；使用CCD相機采集變形前的圖像和變形后的圖像；確定相關(guān)函數(shù)和搜索算法求出位移場；將計算出的位移場數(shù)據(jù)代入使用弱形式方法導(dǎo)出的應(yīng)變場解析表達式，最終計算出應(yīng)變場；所述的使用弱形式方法處理位移場的方法如下：

由材料的應(yīng)變-位移關(guān)系可知，只要求出了位移梯度就可以求出應(yīng)變，因此下面以x方向的應(yīng)變-位移關(guān)系為例來說明，其它方向的應(yīng)變-位移關(guān)系亦可用同樣方式處理；

根據(jù)x方向的應(yīng)變-位移關(guān)系:

其中，a和b為任意實數(shù)；將(1)式兩邊同時乘以檢驗函數(shù)P(x,y)，再在定義域內(nèi)積分:

然后對(2)式左邊分部積分后得到弱形式：

所述的應(yīng)變函數(shù)ε_x(x,y)和檢驗函數(shù)P(x,y)具體如下：為了得到解析的結(jié)果表達式，利用余弦函數(shù)的正交性，選用余弦函數(shù)作為檢驗函數(shù)和試函數(shù)；

即試函數(shù)選為：

檢驗函數(shù)選為：

經(jīng)過進一步推導(dǎo)可以求出(4)式中的h_n,m，即

其中

式中，U(x,y)是x方向的位移場；ε_x(x,y)是x方向應(yīng)變場；n，m，j，k是正整數(shù)；m＝0，n＝0時，λ＝1/4；m，n其中一個為0時，λ＝1/2；m，n都不為0時，λ＝1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弱形式的數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變場計算方案，其特征在于：

一種基于弱形式的數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變場計算方案是通過將離散位移數(shù)據(jù)的微分轉(zhuǎn)移到對檢驗函數(shù)的微分，將對數(shù)值的微分運算轉(zhuǎn)變成積分運算，其中所述相關(guān)算法為最小平方距離相關(guān)函數(shù)，所述搜索算法為Newton-Rapshon方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弱形式的數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變場計算方案，其特征在于：

所述計算方案進一步包括如下過程：如果位移場的數(shù)據(jù)點數(shù)為N×M，則(4)式中展開項數(shù)的選擇范圍n×m為根據(jù)位移場的實際情況可適當縮短展開項數(shù)的范圍，當發(fā)現(xiàn)其中有連續(xù)3項以上的展開項數(shù)的計算結(jié)果之間的相對誤差較小，則選擇其中任意展開作為結(jié)果即可。