● 摘要
数字散斑相关方法（DSCM）是起源于20世纪80年代的一种测量物体位移场的计算机辅助光学测量方法，其基本思想是基于变形前后两幅数字散斑图像的比较，从而测量出物体位移和应变。近年来，数字散斑相关方法凭借其全场、非接触、易于实现自动化等优点获得了广泛的关注，在理论研究和工程实际中都有广泛的应用前景，其应用已经从最初的实验变形分析扩展到材料力学性能测试、电子封装以及工程检测和无损检测等众多领域。 本文以搜索技术和相关测量软件系统编制作为主要的研究内容。 首先，查阅了大量文献，介绍了数字散斑方法的发展及在工程应用、固体力学问题以及材料性能分析等领域的研究和应用进展情况，对其关键技术和难点进行了总结分析。其次，详细介绍了数字散斑相关方法的基本原理，细致分析了目前数字散斑相关方法的各种相关搜索法，针对相关运算量大，搜索时间长等问题，本文以提高精度，测量速度为目的，提出了一种改进的相关算法。 再次，比较了几种常用相关系数，选择了一种最优的相关系数来进行相关运算。利用双线性插值、三次样条插值完成亚像素重建工作。同时，详细分析了散斑图像中用于相关运算的散斑大小和搜索子区的选择等对相关计算精度的影响。 在此基础上，完成了基于以上改进的软件编制，对改进后的测量系统进行了拉伸验证试验，得到了较好的结果，并根据实验结果进行了误差分析，提出了相应的消除和抑制误差的有效措施。 最后，对三维散斑相关方法作了初步的研究工作，为解决传统的二维数字散斑相关方法只能测量物体表面的面内位移以及拓展数字散斑相关技术的应用范围打下了基础。 关键词：散斑，数字图像相关技术，变形测量
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