光測條紋統(tǒng)計處理與卷積形貌檢測方法和光彈性的應用研究.pdf

1、光測力學是綜合物理光學中晶體光學、現(xiàn)代光學、激光技術和數(shù)學中統(tǒng)計學及計算機圖像處理技術等多學科交叉結合的技術學科.光測力學的實驗數(shù)據(jù)和信息,都是用光學干涉條紋圖來表示的,因此該文首先側重于用數(shù)字圖像處理技術,對光學干涉條紋進行自動處理的方法與技術的應用研究,這對于從光學量進一步獲得正確的力學量數(shù)據(jù)的作用是十分重要的.其中光測條紋圖的噪聲處理及條紋圖的條紋相位恢復技術的研究,有利于實現(xiàn)對條紋圖的全場自動化分析,具有重要的學術和工程實際意義

2、.該文采用概率論與統(tǒng)計學中的觀點,把信號和噪聲都視為隨機信號,抓住它們的統(tǒng)計特征,導出一套最佳的估算方法,實現(xiàn)了從含有噪聲的數(shù)據(jù)中估計出條紋圖的相位.結果表明,用該文的方法,能夠有效濾除掉條紋圖中的高斯型、均勻分布的隨機型噪聲,從而由單幅條紋圖獲得對應于該條紋圖的全場相位分布,文中給出了模擬和實驗的處理結果.其次,結合要處理的具體問題,介紹數(shù)值優(yōu)化及幾種常用的無約束最優(yōu)化計算方法,以最優(yōu)梯度法為基礎,討論其算法的優(yōu)缺點,通過引進阻尼系數(shù)

3、,改進了算法的收斂速度,從而提高迭代精度.第三,物體表面的三維形貌的光學自動檢測,在智能檢測、質量自動控制、醫(yī)學診斷和工程實際等方面都具有重要意義.該文采用投影光柵相位法和數(shù)字卷積濾波技術,根據(jù)柵線的條紋灰度值分布具有極大極小分布的特性,提出卷積濾波形貌光學自動檢測的圖像處理方法,有效地實現(xiàn)了頻譜自動移位,從而進一步提高了圖像處理的速度和形貌測量技術的自動化程度;同時對采用兩光學主軸相交,且非遠心投影系統(tǒng)所產生的誤差進行了分析,并提出了

4、修正方法.最后,針對外載與自重共同作用下,傳統(tǒng)光彈性分析法中采用離心力場模擬重力場獲得自重應力的試驗投資耗費大、技術復雜且難度大和不安全等嚴重缺點,按照結構相似的模型理論,該文提出模型外載與自重并存變動外載的光彈性分析法,導出處理這個問題具體的相似律和試驗原理及方法,進行了典型實驗驗證,指出僅用外載作用的模型試驗,即不用離心力場模擬重力場的模擬試驗,就可以獲得上述兩種載荷共同作用下的應力分析結果.由該方法通過對大型橋梁工程結構的三維光彈