自标定数字图像相关技术在工程实际测量中的应用研究

发布时间：2023-05-10 22:44

　　随着我国经济和科技的快速发展,工程建设的规模日益扩大,为了满足越来越多的大型结构、桥梁的现场测量需求,需要土木工程实验技术的不断创新和发展。应变片、位移计、百分表等传统的测量方法受到测量条件的限制,往往只能获得单点单方向的近似变形量,而数字图像相关方法作为一种全场、非接触的光学测量方法,可以反映试件全面的变形情况。但是针对工程中的大型构件、无法接近的桥梁等情况,普通的三维数字图像相关技术面临着标定困难、精度不够高等问题。因此本文以工程应用为目标,采用了基于散斑自标定的三维数字图像相关系统,对该系统的基本原理、硬件搭建、测量精度等进行了研究分析,能够符合工程测量的实验需求。将自标定数字图像相关系统应用到木结构变形、大型罐体跌落等工程实验中去,测量参数包括测量点追踪、三维位移、全场应变等。为了实现在工程现场的远距离测量,本文搭建了一套基于自标定数字图像相关方法的图像采集系统,给出了系统硬件的设备参数和布置方案。阐述了三维数字图像相关的基本技术以及利用散斑图像匹配自标定相机外参的核心原理,比较了自标定方法相对于标定板标定的优点。将测量精度分为位移和应变两方面,通过设计精度验证实验,对搭建的自...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 数字图像相关方法的发展
        1.2.1 二维数字图像相关
        1.2.2 三维数字图像相关
        1.2.3 数字图像相关的精度研究进展
        1.2.4 数字图像相关的应用
    1.3 论文主要内容
第二章 自标定数字图像相关技术
    2.1 图像采集系统
    2.2 散斑制作
    2.3 三维数字图像相关原理
        2.3.1 双目立体视觉原理
        2.3.2 图像匹配
    2.4 标定方法
        2.4.1 相机内参标定
        2.4.2 基于散斑的外参自标定
    2.5 本章小结
第三章 自标定数字图像相关精度研究
    3.1 位移精度研究
        3.1.1 实验方案
        3.1.2 实验结果分析
    3.2 应变精度研究
        3.2.1 实验方案
        3.2.2 实验结果分析
    3.3 本章小结
第四章 木结构榫卯节点抗拉性能实验
    4.1 研究背景
    4.2 榫卯节点检测方案
        4.2.1 试件概况
        4.2.2 加载及测量方案
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 全场变形信息
        4.3.2 实验现象记录
        4.3.3 榫卯节点弯矩转角曲线
        4.3.4 误差分析
    4.4 本章小结
第五章 球墨铸铁容器跌落实验
    5.1 实验研究背景
    5.2 实验方案
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 应变片测量结果
        5.3.2 自标定DIC测量结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究展望
致谢
攻读硕士学位期间撰写的论文
参考文献



本文编号：3813635