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《中国科学技术大学》 2006年
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数字激光散斑位移测量和跟踪技术研究

李东晖  
【摘要】:激光散斑位移测量技术是利用激光散斑特性而发展起来的一种现代测量技术,它具有测量精度高、非接触、全场、实时性、以及灵活等优点。推动激光散斑测量技术发展的动力主要来源于应用需求以及相关理论和技术的进步,这也是本文开展激光散斑位移测量技术研究的根本原因。以激光散斑测量为基础,可以对动态激光散斑进行跟踪,对动态激光散斑跟踪的研究具有理论和应用价值,本文就此做了一些有益的尝试。 本文的主要工作和创新点包括以下几个方面: 1、针对截点数字激光散斑位移测量方法采样面积大、计算速度慢、以及容易受到噪声干扰的缺点,提出了一种基于切割技术的数字散斑位移测量方法。该方法使用激光散斑图像的切割点计算散斑位移,从而获得更好的相关输出。设计了快速算法从而大大降低了计算复杂度(从O(N~2)降低到O(N),N为象素数量)。使用同态低通滤波器滤除图像噪声从而提高了信噪比(0.6%)。基于切割技术的数字散斑位移测量方法避免了相关函数测量方法需要的乘法操作,适于实时性应用,便于硬件实现。实验结果表面,基于切割技术的数字散斑位移测量方法减小了采样面积,具有较大的有效测量范围。 2、考虑到模糊相关可以很好的表达模糊数据之间的相关性,提出了一种基于模糊相关的数字激光散斑位移测量方法(DSCMF)。本文定义了一种模糊相关函数,它能够表达两幅数字激光散斑图像之间的相关性,通过选择不同的成员函数可以得到不同的相关函数(例如SAD,SSD等)。DSCMF避免了相关函数测量方法需要的乘法操作。实验结果表面,基于模糊相关的数字散斑测量方法能够获得较高的信噪比,具有较大的有效测量范围。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN247

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