基于频域的数字散斑相关法研究

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1、硕士学位论文基于频域的数字散斑相关法研究研究生姓名：易建军导师姓名：张红颖副教授2016年6月2日分类号：TP391密级：公开UDC：621.3学号：1302033中国民航大学硕士学位论文基于频域的数字散斑相关法研究研究生姓名：易建军导师姓名：张红颖副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：控制科学与工程所在院系：电子信息与自动化学院论文答辩日期：2016年6月4日2016年6月7日ResearchonDigitalSpeckleCorrelationMethodBasedonFrequencyDomainADissertationSubmittedtoCivilAviatio

2、nUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYYIJian-junSupervisedbyZHANGHong-yingCollegeofElectronicInformationandAutomationCivilAviationUniversityofChinaJUN2016中国民航大学学位论文独创性声明导下进行的研巧工作及取得本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指■，论文中不包含的研巧成果Ｉ除了文中特别加ｙ标注和致谢的地方外。尽巧所知其他人己经发乘或撰写过的研究成果，也不３■含为获得中圃民航大

3、学或其它教育一机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。．巧巧牛徐名日期：（）（）中国民關：大学学位论文使用授权声明中圃民航大学、中國科学技术信息研究所、圃家图书馆有权保留本人所送交レ。学位论文的复印件和电子文档，可ッ采用殷印、缩印或其他复制手段保存论文一本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允（包巧刊登）论文的全部或部分内容。许论文被查阅和借阅．可Ｗ公布论文的公布。（包括刊登）授权中国民航大学研巧生部办理’丽耗牛铅護导师籍名：１１日期：＿

4、＾摘要数字散斑相关技术是近年来发展起来的一种高精度的物体面内位移或形变的测量方法。该技术与其他光学测量技术相比，其光路更简单、全场范围的非接触测量以及没有干涉条纹处理环节等。因此在理论研究和实际工程中都有广泛的应用前景。基于频域的散斑相关法是数字散斑相关技术的一个重要分支，该方法弥补了传统数字散斑相关法实时性较低的问题，但另一方面由于其测量精度较低，无法满足目前实际工程对精度的需求。针对这一问题，本文对频域数字散斑相关进行了系统的研究，为了提高测量精度，提出了一种基于分形插值的频域数字散斑相关测量方法。在频域散斑相关法的基础上引入了Hanning窗函数进行滤波以及采用分形插值法

5、使峰值定位更加精确，同时还对比了范德尔-卢格特相关器和联合变换相关器的输出结果，确定选用前者进行频域散斑相关法的匹配滤波实验。最后通过刚体平移实验对其测量精度进行评估，结果证明了该方法的可靠性。通过实验结果表明，上述方法在测量物体全场有连续的形变时，对环境要求低、测量精度高且实时性较强。在研究不连续形变时，本文提出了一种基于频域与空域相结合的数字散斑相关位移测量法。采用频域相位相关法求解整像素位移信息，然后将该信息作为反向组合高斯牛顿法的初始估计并进行亚像素位移求解。该方法通过频域法来计算子区图像兴趣点的位移和形变信息，避免了传统数字散斑相关在求解初值时逐行逐列的搜索。经实验验

6、证，该方法与牛顿迭代法相比具有更高的精确度和更快的计算速度。关键词：频域；数字散斑相关法；分形插值；反向组合高斯牛顿；位移测量IAbstractInrecentyears,digitalspecklecorrelationtechnologyisdevelopedasahigh-precisionmethodforthemeasurementinobjectplaneorstrain.Ithastheadvantagesofeasierlightpath,non-contactmeasurementinfull-fieldandnoprocessingstageofinterf

7、erencewhencomparedwithotheropticalmeasurementtechniques.Thereforeithasawiderangeofapplicationsintheoreticalresearchandpracticalprojects.Digitalspecklecorrelationmethodinfrequencydomainisanimportantbranchofdigitalspecklecorrelationtechnology.Itmakes