萬方資料
光學學報２６卷
定標線的距離為ｄ，用數字影象相關運算方法測量ｄ所佔的像元數ｎ，則系統的放大率ｍ為
－ⅵ一ｄ／ｎ，（４）其單位為
沒長距顯微ｃｃｄ攝像頭的放大率為１，ｃｃｄ的乙個畫素線度為６ｐｍ，採樣子區的大小為由於該數字影象系統的點擴充套件函式的底寬為６ｐｉｘｅｌ，也就是說標記物的線度最好小於７ｐｉｘｅｌ（即４２ｐｍ），且它被照明後能產生襯比度較好的影象。這些決定了不能在試件上劃線或設定微小光源。為此，本文採用隨機列陣光學元件，它是由玻璃微珠在平面內緊密排列成陣構成。
常見的玻璃微珠列陣光學元件有兩種形式：一種是玻璃微珠的一半浸沒在塑料或樹脂材料中，兩者折射率相等，下面蒸鍍鋁反射層；另一種是高折射率材料的玻璃微珠，全部浸沒在低折射率的塑料或樹脂材料中，下面蒸鍍鋁反射層。本文採用後者。
玻璃微珠的線度一般為幾微公尺至數十微公尺，滿足了標記物大小的要求，列陣光學元件的後向散射特性使玻璃微珠能產生襯比度較好的影象。由於玻璃微珠的隨機排列，因此由它產生的數字影象是一幅人造數字散斑影象，如圖３所示，它保證了任意選定的採樣子區的灰度影象在其鄰近區的唯一性，使相關測量成為可能。
圖３標識數字散斑圖
７相關測量的可靠性
將設有定標線和標記試件安裝在精密平動台上。平動臺的讀數精度為０．１ｐｍ。用移測顯微鏡測得兩定標線問距為３．９６ｍｍ，用數字影象相關方法測得它在靶面上的間距為計』算得數字影象相關測量系統的放大率ｍ一標記每平動０．１ｍｍ（手動檢測）採集一幀影象，將相鄰兩幀影象作相關運算，其測量結果如表４所示。
可見用數字影象相關方法測量位移是可靠的。應變測量基於位移測量，所以應變測量也是可靠的。
表４平動測量
８應用舉例
我們將本系統運用於應變測量，為考核本系統測量可靠性，特選取金屬材料進行拉伸應變測量。其測量原理如下。
圖１中標記１和２之間的區域為被測應變區域，其問距為￡。試件受載前（例如拉伸）長距顯微ｃｃｄ攝像頭１和２分別對標記１和２採集數字影象，計為第１幀和第２幀。受載後再各採集影象，計『為第３幀和第４幀。
第１幀和第３幀作相關運算，得標記１的位移「。，２、４兩幀作相關運算得標記２的位移「。，的變形量為ａｌ一「。
一「：，於是應變為
ｅ一取長為２５０ｍｍ，寬為３７．７ｍｍ，厚５ｍｍ的鋁板。在鋁板中部軸線上相距ｉ００ｍｌｎ兩點處帶定標線的標識（如圖１所示）。兩定標線相距４ｍｍ。
系統對定標線和標識聚焦成像。載入前先測茸系統的放大率ｍ：相關運算得定標線在數字影象中所佔的畫素數為４６９．０１５，讀數顯微鏡測定標線中心距為４．０２ｍｉｌｌ，故ｍ一試件每增加載荷７２．６ｎ，雙ｃｃｄ長距顯微鏡分別對標識１和２各採集一幀影象，然後將各幀數字影象跟零載荷數字影象作相關運算，按上述應變原理計算出應變，如表５所示。
實驗值跟理論值吻合得相當好。
表５應變測量結果
高精度數字影象相關測量系統及其技術研究
作者：楊勇， 王琰蕾， 李明， 陳大慶， 顧濟華， 姜錦虎， yang yong， wang yanlei， li ming， chen daqing， gu jihua， jiang jinhu
作者單位：蘇州大學物理系,蘇州,215006
刊名：光學學報
英文刊名：acta optica sinica
年，卷(期)：2006,26(2)
被引用次數：40次
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