数字散斑技术介绍DIC
基于数字图像相关法的索力识别综述_1
基于数字图像相关法的索力识别综述发布时间：2021-11-11T07:56:40.059Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：胡园苟晨铭练城凌刘磊[导读] 数字图像相关（Digital Image Correlation，DIC）技术，运用双目相机和计算机图像视觉处理算法，对待测物体的散斑图像进行处理，对因受力而产生变形的物体进行测量识别。
目前这一项技术主要应用于物体的变形、移动、应变、模态分析等。
重庆科技学院重庆 401331摘要：拉索、吊索等是缆索桥梁的关键承重部件，由于多种因素的影响，会出现程度不一的腐蚀、开裂、内部钢丝断裂等问题，这些将直接影响到桥梁的安全。
为了降低因拉索损伤出现威胁到桥梁安全的情况，对于拉索检测有着极高的要求，随着计算机图像处理技术与光学技术的不断发展，非接触式测量在时效性、便捷性、准确性等方面具有更高优势。
关键词：非接触式；图像处理；数字图像相关法；索力识别引言数字图像相关（Digital Image Correlation，DIC）技术，运用双目相机和计算机图像视觉处理算法，对待测物体的散斑图像进行处理，对因受力而产生变形的物体进行测量识别。
目前这一项技术主要应用于物体的变形、移动、应变、模态分析等。
DIC（数字图像相关法）技术是一种非接触式测量技术，有着如下的优点：适应环境的能力强，自动化程度高、准确性高、经济效益好等。
其被广泛的应用于各个行业：如工业、农业、航空航天、生物医疗、工程、材料、力学等领域。
而DIC技术也在土木工程领域中表现出了极大的应用价值，有学者以及研究团队提出了基于DIC技术的测量方法，将其应用于斜拉桥的索力识别当中，取得了一定的研究成果。
1.概述桥梁结构整体从一开始就必须要考虑安全性问题，从设计、施工到运营维护阶段都需要对整个结构体系进行非常准确的一个受力评估与健康检测，这样才能依据可靠的数据进行安全保障。
其中，在缆索承重桥梁结构的使用当中，其关键受拉构件如拉索，吊索等非常容易产生强度下降，因为会受到环境腐蚀、疲劳损伤、振动等，会威胁到桥梁的运营安全[1]。
日本品牌DIC系统
数字图像相关法（DIC）是一种非接触式的高精度位移、用于全场形状、变形、运动测量的方法，也是现代光测量力学领域内最有应用前景的测量方法。
其应用研究方向，正朝着从常规材料到新型材料的测量，从弹性问题测量到强塑性问题的测量，从常温到高温的测量，从宏观测量到微观测量的趋势发展。
DIC 方法在上世纪80年代初被提出，经过30多年众多学者的研究，技术上已经非常成熟。
这种方法又被称为数字散斑相关法，它直接处理的对象是具有一定灰度分布的数字图像（散斑图），通过对比材料或者结构表面在变形前后的散斑图运用相关算法得到.运用数字图像关联法开发的应变解析软件系统。
通过比较分析样本变形前后的图像，可以对变形和弯曲的量、方向、分布等进行解析。
通过使用本系统，能够以非接触的方式获取物体变形弯曲的数据并将其分布可视化。
对于高速测量、微米单位测量等特殊环境下的测量需要，我们可以在包括软件、相机、照明、专用光学仪器等各个方面提供综合性的解决方案。
产品特点：●能够测量坐标，位移，速度，应变，形状和变形●能够显示矢量图，轮廓图●支持的图像格式：FIFF等●易于使用的直观界面●进程树结构●丰富的后处理功能●支持各种高速相机和高分辨率相机●系统支持日/英双语●对应各种情况（离线/在线分析，3D分析等）应用：1.张力、压缩、扭转测试2.破坏、冲击、掉落测试3.热膨胀、热变形4.显微镜下的微测试图例如下：武汉中创联达科技有限公司，专业从事光电子影像产品（低照度相机、高速摄像机，超高速摄像机，高分辨率相机及其图像分析软件）的销售、研发，提供特殊环境下的拍摄、成像服务。
在以下应用领域提供产品：1、高速摄影（弹道学、碰撞实验、高速粒子运动实验PIV 、材料学、气囊膨胀实验、燃烧实验、电弧运动、离子束运动、流体力学、喷射实验、爆炸分析以及其他超高速运动领域）2、高分辨率成像（弹道学、粒子运动实验PIV 、工业质量检测、喷射实验、电泳现象、火焰分析）3、显微成像（微生物光学成像、分子细胞成像）4、低照度成像（燃烧实验、弹道学、碰撞实验、爆炸分析、天文学领域、微光成像、工业检测监视）5、光谱成像（红外感应范围应用、光源波谱分析）6、高速运动分析软件及PIV系统分析软件。
数字图像相关方法
数字图像相关方法(DICM)前言数字图像相关法(Digital Image Correlation Method，简称DICM)，又称为数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method，简称DSCM)，是应用于计算机视觉技术的一种图像测量方法。
数字图像相关(Digital Image Correlation，i.e. DIC)测量技术是应用计算机视觉技术的一种图像测量方法，是一种非接触的、用于全场形状、变形、运动测量的方法。
它是现代先进光电技术、图像处理与识别技术与计算机技术相结合的产物，是现代光侧力学领域的又一新进展。
它将物体表面随机分布的斑点或伪随机分布的人工散斑场作为变形信息载体，是一种对材料或者结构表面在外载荷或其他因素作用下进行全场位移和应变分析的新的实验力学方法。
在实验固体力学领域中，对于不同载荷下，材料和结构表面的变形测量一直是一个较难的课题。
一般包括接触式和非接触式两种，对于一般使用的电阻应变片接触式测量方法，受其测量手段的限制，不能得到全场数据，且测量范围有限，不能得到物体整体上的变形规律。
而对于全场的非接触式光学测量方法，包括干涉测量技术(例如全息照相干涉法，散斑千涉法)和非干涉技术(例如网格法和数字图像相关测量法)。
由于干涉测量技术要求有相干光源，光路复杂，且测量结果易受外界震动的影响，多在具有隔振台的实验室中进行，应用范围受到了极大的限制。
而非干涉测量技术是通过对比变形前后物体表面的灰度强度来决定表面变形量，对光源和测量环境要求较低。
数字图像相关测量技术可以直接采用自然光源或白光源，通过具有一定分辨率的CCD相机采集图像，并利用相关算法进行图像处理得到变形信息，可以说，DIC是一种基于数字图像处理和数值计算的光学测量方法。
由于该技术的直接处理对象是数字图像，而随着科学技术和数字化技术的不断发展与更新，数字图像的分辨率和清晰程度不断扩大，因此，数字图像处理技术的测量精度也在不断提升。
DICT数字化专项内容
DICT数字化专项内容
数字图像相关法(DICT)，又称数字散斑相关法，是将试件变形前后的两幅数字图像，通过相关计算获取感兴趣区域的变形信息。
其基本原理是，对变形前图像中的感兴趣区域进行网格划分，将每个子区域当作刚性运动。
再针对每个子区域，通过一定的搜索方法按预先定义的相关函数来进行相关计算，在变形后图像中寻找与该子区域的互相关系数为最大值的区域，即该子区域在变形后的位置，进而获得该子区域的位移。
对全部子区域进行计算，即可获得全场的变形信息。
由于该方法对实验环境要求极为宽松，并且具有全场测量、抗干扰能力强、测量精度高等优点。
为了克服现有板料成形极限测定方法的不足,采用DIC 三维数字散斑应变测量系统,实现了一种基于数字图像相关法的板料成形极限测定新方法.首先,将测量系统架构在杯突试验机上,记录从试验过程初始到破裂的一系列图像,实现应变在线、全场测定.然后,通过对破裂前的最后一张图像进行截线,拟合数据,对颈缩区域插值得到极限应变,从而绘制成形极限曲线图.最后,通过对SPCC36型号碳钢材料板料件成形极限的测量,验证了本文方法的可行性和有效性。
XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统
XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统三维、快速、高精度、非接触式三维全场变形和应变测量分析系统组成系统特点：快速获得全场的三维坐标、位移、应变数据测量结果三维显示。
各种强大的分析功能非接触测量，适用于各种材料快速、简单、高精度的系统标定测量幅面可选：从几个微米到几十米的范围应变测量范围：从0.01%到1000%的范围灵活易用的触发功能，丰富的外部软硬件接口图像采集频率可选择：低速（0-20 fps), 中速（20-100 fps）高速（100-500 fps）超高速(500-50000 fps)相机分辨率可选：100万像素，200万像素，500万像素，800万像素，1000万像素系统软件可运行在Windows 32位和64位操作系统，支持多核多线程处理，计算速度更快应用领域：材料试验（杨氏模量、泊松比、苄缘牟问阅埽?BR>"零部件试验（测量位移、应变）生物力学（骨骼、肌肉、血管等）微观形貌、应变分析（微米级、纳米级）断裂力学性能有限元分析（FEA）验证高速变形测量（动态测量、瞬态测量）动态应变测量，如疲劳试验成形极限曲线FLC测定测量原理"XJTUDIC 系统结合数字图像相关技术（DIC）与双目立体视觉技术，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的测量，具有便携，速度快，精度高，易操作等特点。
散斑追踪过程操作方便 :采用基于摄影测量技术的相机标定技术，针对不同幅面的测量范围，可以快速、方便地实现系统的高精度标定。
配备的升降架，使得测量系统的操作变得非常轻松。
各种不同类型的光源为不同环境下的测量提供良好的照明条件。
多功能的控制箱提供了各种A/D采集，D/A输出及相机触发功能。
软件界面友好:(1) 同时支持二维及三维变形测量(2) 灵活的相机标定，支持使用外部图像标定(3) 提供灵活、方便的图像采集参数设置，满足不同情况下的图像采集需求(4) 自由选取感兴趣的目标范围，提高处理效率。
数字散斑相关法概述
数字散斑相关法概述摘要：数字散斑相关法自出现以来，一直是图像处理领域中一种重要的方法。
它属于机器视觉测量法，由于它是非接触式的，所以如今在众多领域中，它的应用越来越广泛。
尤其在高精度的形变测量中，它一直是研究者们重点研究的对象。
目前，该方法能达到的亚像素精度最高为0.001pixel。
关键词：数字散斑相关法；机器视觉；形变测量；亚像素1. 前言材料以及结构件在载荷作用下的位移和变形情况，一直是实验力学研究的重点。
而物体变形测量技术主要可以分为两类：接触式和非接触式测量。
而目前应力应变测量方法大概有以下几种：（1）应变片电测法：电阻应变；（2）光纤光栅法：光栅反射光的波长；（3）光弹性法：材料的双折射效应，干涉条纹；（4）机器视觉测量方法。
机器视觉法属于非接触式测量，其中在实验测试的工程测量中用得较多的就是数字散斑相关方法(Digital Speckle Correlation Method，DSCM)。
2. 数字散斑相关法数字散斑相关方法（DSCM），或者称为数字图像相关方法(DIC)，是数字图像处理技术应用于光测力学的过程中产生的新的测试手段，是对全场位移和应变进行量化分析的光测实验力学方法，该方法是利用被测构件表面变形前后的两副图像的灰度值进行相关运算，从而达到求解变形体表面位移和应变的目的[1]。
在实际测量过程中，数字散斑相关法光路简单、可以白光作为实际广元，不需要严格的环境条件，并可对全场范围内的区域进行非接触测量测量，能够与全息成像、医学成像、传感器、形变测量等技术相结合，在实际测量中有着广泛的应用[2]。
但是，数字散斑相关方法也有不足之处，比如：由于环境、光源、位移场中散斑点大小的改变，使得其他峰值点的相关系数和待测点的相关系数差别不大，有时甚至出现比待测点的相关系数还要大的情况，这就会造成误差，所以散斑相关测量法的关键就在于如何快速、准确地找到待测点[3]。
因此，搜索方法和测量算法的研究是数字散斑相关方法运用于实验和工程的重点、难点。
数字散斑相关方法的原理及土木工程应用简介
数字散斑相关方法的原理及土木工程应用简介刘光利;姜红艳【摘要】数字散斑相关方法（DSCM）是一种全场、无接触、高自动化和高精度的光学变形测量方法,与其它变形测量技术相比数字散斑相关方法有其独到的优越性能。
经各研究学者不断的研究改进,数字散斑相关方法的理论逐渐完善,作为一种固体材料表面变形测量方法,在固体力学的实验中广泛应用,同时在土木工程变形测量中得到较快的发展。
本文对该方法的基本原理、模型及决定测量精度的因素进行了简单介绍,同时对其在土木工程中的应用进行了概述。
【期刊名称】《安徽建筑大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2015(023)006【总页数】8页(P52-58,62)【关键词】相关系数;误差分析;整像素搜索法;亚像素搜索法【作者】刘光利;姜红艳【作者单位】解放军理工大学国防工程学院,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TU18数字散斑相关方法(Digital Speckle Correlation Method,DSCM)，又称数字图像相关方法(Digital Image Correlation Method,DIC),由日本的Yamaguchi[1],美国的Peters、Ranson等[2]于20世纪80年代初提出。
高建新[3]是我国最先对该测量技术进行研究的学者。
DSCM是图像处理技术与光学变形测量技术相结合的产物,是基于物体表面散斑灰度分析获取位移和应变信息的光学测量方法。
与接触式应变测量法相比，DSCM的测量过程简单，测量时设备无须与试件相接触，省确了传感器较为繁琐的安装过程，消除了传感器安装所引起的测量误差；受限传感器的大小，接触式应变测量只能反映传感器所在部位的应变信息，而数字散斑相关方法可获取摄像镜头下的全场应变信息；由于摄像机可连续拍摄，可方便的实现动态测量。
与光弹贴片、散斑干涉技术等传统光学测量方法相比，DSCM对光路的要求相对简单，其试验光源可用自然光或普通的照明光，不需要进行干涉条纹的处理，且其对测试环境、隔振要求较低。
dic 技术 政策
DIC技术，全称为Digital Image Correlation，即数字图像相关法，是一种非接触式现代光学测量实验技术。
它通过跟踪物体表面散斑图案的变形过程，计算散斑域的灰度值的变化，从而得到被测物表面的变形和应变数据。
DIC技术具有光路简单、环境适应性好、测量范围广以及自动化程度高等诸多优点，已经被广泛应用于土木工程、机械、材料科学等领域。
具体来说，DIC技术可以用于测量任何材料物体轮廓、位移、振动和应变的光学测量系统。
该技术可用于多种测试，包括拉伸、扭转、弯曲和复合加载的静动态应用。
整个测量过程，只需以一台或两台图像采集器，拍摄变形前后待测物图像，经运算后3D全场应变数据分布即可一目了然。
DIC(数字图像相关)亚像素位移算法
其次，总结了各种已有的图像亚像素位移定位算法，重点介绍了图像灰度插值 法、相关系数拟合(插值)法、梯度法(基于灰度的梯度法和基于相似函数的梯度法两 大类)这三种目前最常用的数字图像亚像素定位算法，并用模拟散斑图对它们进行了 比较。
医学画像技术的新进展
医学画像技术的新进展在现代医学中，医学画像技术是不可或缺的一部分。
在传统的X光、CT、MRI等技术的基础上，新的医学画像技术也在不断的推陈出新，来更好地满足医疗领域对于图像的需求。
一、数字散斑全息成像数字散斑全息成像（digital holography）是一种新型的医学画像技术。
它是利用激光等自然光源产生的散斑来形成一幅图像，然后通过数字处理，得到一个三维的全息图像。
它可以用于显微镜扫描和生物成像等领域，具有非常广泛的应用前景。
二、光学相干断层扫描技术光学相干断层扫描技术（optical coherence tomography，OCT）是利用光学干涉测量的原理，对样本进行扫描和成像。
它可以提供与MRI相似的高分辨率图像，且可以在机体内部生成精细的图像。
广泛应用于眼科、牙科、神经学、内科等领域。
三、多能谱CT技术多能谱CT技术（multi-energy CT）是利用不同的能量束来扫描样本，以获得更加精细、准确的图像。
相对于传统的CT技术，它能够减少伪像，并提高骨骼、肺部等组织之间的分辨率。
它可以用于检测心血管疾病、乳腺癌、肺癌等疾病。
四、超声常规成像技术的进展近年来，超声常规成像技术也有很多进展。
新的3D/4D超声技术可以提供非常清晰的图像和实时的视频，以便医生更好的观察和分析。
另外，利用超声高强度聚焦技术，可以用超声波来治疗肿瘤和其他疾病，这也是新的研究领域。
五、计算机辅助诊断技术计算机辅助诊断技术（CAD）是通过计算机对医学图像进行分析和处理，对某些复杂的疾病进行诊断和辅助诊断。
它可以帮助医生快速准确地判断疾病的类型和程度，并且由于依赖于计算机的自动化分析，它的准确性也有所提高。
六、总结医学画像技术的进步和发展，使得医生们有了更好的工具来诊断和治疗各种疾病。
未来，我们可以期待医学画像技术的不断进步和创新，以帮助更多的人获得更好的医疗服务。
dic散斑点数统计程序
dic散斑点数统计程序一、引言散斑是指光束经过不规则的介质后，光的波前发生了畸变，形成了空间上的一系列亮暗相间的斑点。
在许多科学研究和工程应用中，对散斑点数进行统计是非常重要的。
本文将介绍一种名为dic散斑点数统计程序的方法，用于自动统计和分析散斑点数。
二、程序原理dic散斑点数统计程序基于Digital Image Correlation（DIC）算法，通过分析散斑图像中的亮暗相间的斑点，来获得散斑点的数目。
该程序包含以下几个步骤：1. 图像预处理：对散斑图像进行预处理，包括去噪、图像增强等，以提高后续分析的准确性和稳定性。
2. 特征提取：利用DIC算法，提取散斑图像中的特征点。
DIC算法是一种基于亮度信息的图像匹配算法，能够准确地匹配图像中的特征点。
3. 点数统计：根据提取到的特征点，进行点数统计。
程序将自动识别散斑点，并计算其数量。
4. 数据分析：将统计得到的散斑点数进行分析，如计算平均点数、点数分布等。
5. 结果输出：将统计和分析得到的结果输出为文本文档或图表形式，以便进一步的使用和研究。
三、程序优势dic散斑点数统计程序具有以下几个优势：1. 自动化：该程序能够自动识别和统计散斑点数，减少了人工统计的工作量和可能的误差。
2. 高效性：利用DIC算法，特征点的提取和匹配过程非常高效，能够在很短的时间内完成点数统计。
3. 准确性：DIC算法能够准确地匹配图像中的特征点，保证了统计结果的准确性。
4. 灵活性：该程序可以适用于不同类型的散斑图像，无论是单张图像还是连续图像序列。
5. 可扩展性：该程序可以根据需要进行功能扩展和改进，以满足不同应用场景的需求。
四、应用领域dic散斑点数统计程序在许多领域都有广泛的应用，包括材料科学、光学工程、地震学等。
以下是一些具体的应用案例：1. 材料科学：在材料的拉伸、压缩等力学性能测试中，散斑点数统计可以用于评估材料的变形和应变情况，进而分析材料的力学性质。
数字图像相关技术介绍
双曝光的图象
3D-PIV 传统的二维PIV技术只能测量片光面内速度。实际上，许多工艺装置中的流动都是复杂的三维 湍流流动。用2D-PIV技术测量可能导致较大的误差，解决这一问题的方法是使用三维测量技术， 这也是PIV技术的发展趋势之一。 3D-PIV的关键问题是示踪粒子三维图像的获得及其三维坐标的确定。目前获取示踪粒子三维坐 标信息的方法有：体视成像法和全息图像法。
数字图像相关（DIC）技术简介
2015.12.30
1. 数字图像处理技术的发展和DIC技术的产生
2. DIC技术中相关图像分析方法 3. DIC技术在岩土力学研究中的应用实例 4. 基于MATLAB的图像处理方法简介
1. 数字图像技术的发展
数字图像处理技术：是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。
相关性判别 在变形前后图像上搜索区域内，如果二个像素块的相关性最好时，相关函数的值达到峰值。 在此给出四中具有代表性的相关函数。 相关函数 绝对差相关函数 最小差值平方和相关函数
C1 1
x 1
表达式
2 k 1 2 k 1 y 1
v ( x , y ) u ( x, y )
a. 图像坐标系与像素坐标系的转换
O0
u
x u u0 dx
y v v0 dy
O1
u0 , v0
v y
x
其中，dx和dy 分别是每个像素在图像平面上 x 与 y 方向上的物理尺寸。
图像坐标系与像素坐标系的关系图
b. 图像坐标系与摄像机坐标系间的转换
fX c x ZC
fYc y ZC
《基于数字图像法的桩－ 土接触面特性试验研究》 陈亚东 王旭东（南京工业大学） 工业建筑 2012.03 摘 要: 桩与土接触面的力学特性是桩－ 土共同作用研究中的一个重要课题。利用基 于数字图像的非接触光学测量方法，通过室内模型试验，对密实砂土中桩－ 土接触 面上荷载传递特性、剪切位移场及剪应变场分布规律进行研究。结果表明: 密砂中单 桩桩侧摩阻力与沉降关系呈软化型，桩侧摩阻力达到极限值所需桩身沉降约为桩横截 面边长的3% 。桩周土体剪切滑动区发生在有限范围的土体中，最大剪应变首先出现 在桩顶及桩底附近土体中，而后向桩身中部发展，在极限荷载条件下，最大剪应变沿 桩身呈“两头大中间小”的分布形式。试验结果为合理建立桩－ 土接触面模型和相 关数值计算提供有益的参考。 桩－ 土接触面试验设计
数字图像相关法(DIC)
DIC是一种非接触式的高精度位移、用于全场形状、变形、运动测量的方法，也是现代光测量力学领域内最有应用前景的测量方法。
其应用研究方向，正朝着从常规材料到新型材料的测量，从弹性问题测量到强塑性问题的测量，从常温到高温的测量，从宏观测量到微观测量的趋势发展。
DIC方法在上世纪80年代初被提出，经过30多年众多学者的研究，DIC 技术上已经非常成熟。
这种方法又被称为数字散斑相关法，它直接处理的对象是具有一定灰度分布的数字图像（散斑图），通过对比材料或者结构表面在变形前后的散斑图运用相关算法得到全场位移和应变。
该方法对实验环境要求极为宽松，并且具有全场测量、抗干扰能力强、测量精度高等优点。
其基本测量原理如下图：用于固体材料和结构表面位移、变形和形貌测量的数字图像相关方法(Digital image correlation, DIC)是一种基于数字图像处理和数值计算的非干涉变形测量方法，与其它基于相干光波干涉原理的光测方法（如电子散斑干涉、云纹干涉法）相比，数字图像相关方法具有其明显和独特的优势：1）仅需要一个（2D DIC）或两个数字相机(3D DIC)拍摄变形前后被测物体表面的数字图像，其光路布置、测量过程和试样准备简单；2）无需激光照明和隔振，对测量环境要求较低；3）可与不同时间分辨率和空间分辨率的数字成像设备（如高速摄像机、光学显微镜、扫描电子显微镜）直接结合，因此适用测量范围广泛。
可以说，数字图像相关方法是当前实验力学领域最活跃也最受关注的光测力学方法之一，作为一种灵活、有效和功能强大的变形测量手段，数字图像相关方法在各种材料和结构表面变形测量、力学和物理参数表征以及验证力学理论和有限元分析的正确性等方面获得了无数令人影响深刻的成功应用。
以上就是关于关于DIC数字图像相关法的介绍，如果想了解更多关于DIC的资料，欢迎咨询武汉中创联达科技有限公司。
DIC_测量技术加劲曲板极限承载力测试
引用格式：韩冰, 卫星, 张伟勇, 等. DIC 测量技术加劲曲板极限承载力测试[J]. 中国测试，2023, 49(8): 47-52. HAN Bing, WEI Xing, ZHANG Weiyong, et al. Test of ultimate bearing capacity of stiffened curve steel plate based on DIC measurement technology[J]. China Measurement & Test, 2023, 49(8): 47-52. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2021080194DIC 测量技术加劲曲板极限承载力测试韩 冰1,2， 卫 星2， 张伟勇1， 刘铭扬2， 刘宇辰2(1. 川南城际铁路有限责任公司，四川 自贡 643000; 2. 西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031)摘 要: 设置有加劲肋的加劲板具有承载能力大，经济性能优的特点，广泛应用于钢结构多个领域。
为研究轴力作用下设置有闭口U 肋的加劲曲板的极限承载力及破坏模式，设计并开展了曲线加劲板静载模型试验。
为实时准确捕捉曲线加劲板的全区域的面外变形，基于数字图像相关技术（DIC ）对加劲曲板位移场进行测试。
研究结果表明：DIC 图像处理系统对于加劲曲板整个研究区域的位移场连续测试有明显优势，试件几何构造特征、拍摄现场光源设置会影响DIC 最终成像效果及测量精度。
当加劲曲板的加劲肋间距较小时，加劲曲板的破坏模式主要表现为肋间母板局部失稳，此时曲率对加劲曲板的极限承载力的影响可忽略。
关键词: 加劲曲板; DIC; 极限承载力; 破坏模式; 面外变形中图分类号: U443;TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2023)08–0047–06Test of ultimate bearing capacity of stiffened curve steel plate based on DICmeasurement technologyHAN Bing 1,2, WEI Xing 2, ZHANG Weiyong 1, LIU Mingyang 2, LIU Yuchen 2(1. Southern Sichuan Intercity Railway Co., Ltd., Zigong 643000, China; 2. School of Civil Engineering, SouthwestJiaotong University, Chengdu 610031, China)Abstract : The stiffened plate with stiffening ribs has the characteristics of large bearing capacity and excellent economic performance, and is widely used in many fields of steel structure. In order to study the ultimate bearing capacity and failure mode of the curved stiffened steel plate with closed U-ribs under uniaxial compression, a static load model test of the curved stiffened plate was designed and carried out. To accurately capture the out-of-plane deformation of of the entire area of the curved stiffened plate in real time, the displacement field of the curved stiffened plate was measured based on the Digital Image Correlation Technology (DIC). The research results show that the DIC measurement technology has obvious advantages in continuous testing of the displacement field of the entire study area of the curved stiffened plate. The geometric structure characteristics of the specimen and the light source setting at the shooting site will affect the final imaging effect and measurement accuracy of the DIC. When the stiffener spacing is small, the failure mode of the curved stiffened plate is mainly manifested as the local buckling of the intercostal main plate, and the收稿日期: 2021-08-26；收到修改稿日期: 2021-12-10基金项目: 国家自然科学基金项目（52078424）作者简介: 韩 冰（1988-），男，内蒙古赤峰市人，高级工程师，博士，主要从事桥梁力学行为研究。
DIC实验报告范例
DIC技术在全场变形测量中的应用实验一、DIC技术的应用数字图像相关法(Digital Image Correlation Method，简称DICM)，又称为数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method，简称DSCM)，是应用于计算机视觉技术的一种图像测量方法。
随着现代的工业技术、科学研究的飞速发展，在材料领域中，研究材料的位移和应变大小同时对材料的变形和力学性能具有重要的意义。
而传统的接触式测量工具和传统的光学测量方法，由于其局限性已经不能再满足测量要求。
数字图像相关法(Digital Image Correlation)以其具备全场和局部变形测量、非接触测量、对场地要求不高、实现简单、应用范围广的优点，成为研究材料位移和应变的大小新方法。
它将物体表面随机分布的斑点或伪随机分布的人工散斑场作为变形信息载体，是一种对材料或者结构表面在外载荷或其他因素作用下进行全场位移和应变分析的新的实验力学方法。
目前DIC技术已经在电子封装、材料测试、断裂力学、航空航天、生物力学以及显微测量等众多领域得到应用，取得了瞩目的成就。
二、实验目的本课采用教学实验及实践活动形式，让学生熟悉DIC（Digital Image Correlation，数字图像相关）技术在全场变形测量中的作用及使用范围，了解利用DIC技术进行变形测量的典型流程及软硬件的使用方法，掌握利用DIC专用软件Vic-Snap, Vic-2D 及Vic-3D的操作方法并通过软件计算获得需要的实验结果，对实验结果进行必要的后处理以获得更多的变形信息。
加强和巩固对工程材料、材料力学、成形技术等课堂上所学的理论知识，拓展学生的科研思维，培养学生综合应用所学知识、分析和解决工程实际问题的能力。
由于其适用性广，可测量并获得任意试样形状或零件的表面变形信息，为研究生的相关科研研究提供一种强大的技术支撑及实验手段。
三、实验内容1. 准备试样a) 利用线切割手段，按照GB/T 228-2002标准切制试样，试件编号为1-1和1-2；b) 利用香蕉水或三氯乙烷将试样表面清洗干净，清除试样表面的细小毛屑;c) 进行试样标号，用千分尺及游标卡尺测量并记录试样初始几何参数，如宽度、厚度等；d) 在试样需测试表面喷涂均匀的哑光白底漆，放置在阴凉通风处晾干，均匀喷洒哑光黑色散斑于哑光白底漆上，并晾干。
DIC介绍
数字图像相关法（DIC）是一种非接触式的高精度位移、用于全场形状、变形、运动测量的方法，也是现代光测量力学领域内最有应用前景的测量方法。
其应用研究方向，正朝着从常规材料到新型材料的测量，从弹性问题测量到强塑性问题的测量，从常温到高温的测量，从宏观测量到微观测量的趋势发展。
DIC方法在上世纪80年代初被提出，经过30多年众多学者的研究，技术上已经非常成熟。
这种方法又被称为数字散斑相关法，它直接处理的对象是具有一定灰度分布的数字图像（散斑图），通过对比材料或者结构表面在变形前后的散斑图运用相关算法得到全场位移和应变。
该方法对实验环境要求极为宽松，并且具有全场测量、抗干扰能力强、测量精度高等优点。
其基本测量原理如下图：Seika公司（中文名：西华数码影像公司）作为一家专业从事智能影像分析系统设计的高科技公司，在DIC系统的研发设计上已有多年经验，并被全球众多的科研单位及院校所认可（中国独家代理商：武汉中创联达科技有限公司）。
我们可以为您提供运用数字图像关联法开发的应变解析软件系统。
通过比较分析样本变形前后的图像，可以对变形和弯曲的量、方向、分布等进行解析。
通过使用本系统，能够以非接触的方式获取物体变形弯曲的数据并将其分布可视化。
对于高速测量、微米单位测量等特殊环境下的测量需要，我们可以在包括软件、相机、照明、专用光学仪器等各个方面提供综合性的解决方案。
产品特点：●能够测量坐标，位移，速度，应变，形状和变形 ●能够显示矢量图，轮廓图 ●支持的图像格式：FIFF 等 ●易于使用的直观界面 ●进程树结构●丰富的后处理功能●支持各种高速相机和高分辨率相机 ●系统支持日/英双语●对应各种情况（离线/在线分析，3D 分析等） 应用：计算精度更多有关DIC测量的相关信息可咨询/。
数字图像相关.
林青 李善勇 冯子昂 刘正涛
散斑的概念及DICM的理论发展 数字图像相关的原理 DICM测量精度分析及优势 数字图像相关法的应用
林青 冯子昂 李善勇 刘正涛
散斑的概念及DICM 的理论发展
林青 12121704
数字图像相关法(Digital Image Correlation Method，简称DICM),又称为数字散斑相关法 (Digital Speckle Correlation Method，简称 DSCM)，是应用于计算机视觉技术的一种图像测 量方法。 数字图像相关法直接利用试件表面痕迹(或人工散 斑和激光散斑)作为标志，利用图像处理中的数字 相关算法计算出时间表面的面内位移和应变。
2002年
Peng Cheng等，非基于子区的 数字图像相关法
2005年
Jin和Bruck，采用遗传算法进行 相关搜索 Poissant和Barthelat，子区撕裂 算法
2009年
1989年以后，高建新等人首先在我国开始进行了数字 相关方法的研究工作。 1995年，高建新等总结了相关搜索方法，并提出了多 用途数字相关测量系统，并在生物力学研究中开始应 用。 近几年，清华大学的潘兵等人在数字图像相关方面研 究较多。
20 世纪 80年代初期
日本的Yamaguchi和美国南卡罗 莱纳大学的Peters和Rutton等人 提出数字图像相关方法。 Sutton等，粗—细相关搜索法
1983年
1989年
Sutton等，N-R法
1996年
J.D.Helm 等，三维数字图像相关 法
1998年
B.K.Bay等，体数字图像相关法
与散斑照相法基于散斑颗粒位置变化而进行的测量不同, 散斑干涉是基于散斑场相位的变化而进行检测的。 激光散斑干涉主要分为两步：
DIC测量需要注意的事项
一、散斑的好坏散斑的好坏直接影响结果的精度，所以我们需要制作出一块良好的散斑图案。
好散斑的标准：1.随机的散斑点：散斑点需要是随机分布的，并不能是规则排布的；2.高对比度：黑白对比越明显越好；3.均一的散斑点：散斑点的大小需要一致，尽量避免不同散斑点大小的出现；4.50%比例：黑白各占50%，如果一个试件表面颜色为白色，我们制作上黑色的散斑，如果一个散斑点大小为5个像素，那么他距离下一个散斑点的距离也应该为5个像素（5个像素黑，5个像素白）。
制作两种不同的散斑图案在同一个试件上，观察Z轴的精度。
查看应变的误差分布，100微应变 VS. 1300微应变。
观察试件表面形貌的误差。
由此可见，我们需要按照上面的标准来制作一块良好的散斑图案。
二、系统的设置为了减小误差，我们需要在进行系统设置的时候注意一下几个方面：●对焦●对比度/光照●反光●光圈●相机角度/镜头选择对于对焦，我们需要在系统搭建完毕后，将相机对焦，获得最清晰的图像。
当图像不够明亮（对比度不高）时，则需要添加光源进行补光。
当试件表面出现反光时，我们可以调整灯光的位置或者使用哑光制作散斑的方式。
当试件为曲面或者与相机具有一定角度时，需要根据图像的明亮程度和景深对光圈大小进行调整。
两相机间的夹角是需要注意的，一般8mm短焦镜头，两相机夹角最好为25°-60°；35mm标准镜头，两相机夹角最好为20°-60°；75mm长焦镜头，两相机夹角最好为15°-60°。
下面图像列出两相机在使用相同焦距镜头，处于不同夹角的误差和使用相同夹角但使用不同镜头时的误差。
三、校正结果当使用校正板时，我们可以对两相机系统进行校正。
此时我们会得到校正后的评分，当分值越小时，说明校正结果越好。
那么在进行校正时需要注意一些事项。
太大合适太小如果校正板太大，就会导致两台相机采集图像时很难使得它充满整个视野。
然而只要校正板的三个中空标记点能够被两个相机识别，那么校正图像就可以使用。
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硬件模块
2D系统——单相机系统
频率及视场依据型号而定 2组36瓦LED光源 专业的三脚架 镜头 25mm（典型配置，可更改） 电源适配器 相机至计算机的数据线 标记模板 永久记号铅笔 标定网格——用于设置坐标系统、透视补偿、几何镜头失真 防护箱 软件安装U盘 许可证 手册
褒博机电科技有限公司
实现您的测试想法
TO REALIZE YOUR TESTING IDEA
褒博机电——介绍
专注于力学测试 、测量系统、仿真系统的研究、开发及销售 2010年由资深测试工程师创立 总部位于上海理工大学国家大学科技园内 在香港设有办公室，具有自主进出口权 员工均具有本科或以上学历 销售工程师及支持工程师均具有多年工作经验 服务过的用户包括哈尔滨工业大学等高校 合作伙伴包括德国Form+Test、英国Tiab
硬件模块
2D系统——BFLY
BFLY050， 0.78 µm @ 100 mm FOV BFLY100， 0.52 µm @ 100 mm FOV BFLY125， 0.49µm @ 100 mm FOV BFLY150， 0.36 µm @ 100 mm FOV BFLY200， 0.30µm @ 100 mm FOV BFLY250， 0.24 µm @ 100 mm FOV
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褒博机电——优势
富有经验的技术团队，提供专业方案，实现客户的测试想法 优秀的产品、系统设计和集成能力 强有力的项目执行、技术支持和售后服务能力 非常熟悉汽车总成、部件疲劳耐久及性能试验。
能按照每个客户的不同情况，选择配置不同的 产品，组成满足客户需要的最优方案 用户需要的不仅仅是一套试验系统设备，而是 希望获得咨询、产品、支持等一整套的服务， 因而，项目团队将和客户紧密合作，提供最强 的项目支撑 核心部件仅使用国外富有经验的厂家
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(u;v)=(1;1)
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目标图像 参考图像
数字图像相关方法
亚像素的移动需使用插值
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1 55 100 96
101 104 98 51 4
3 51 98 100
103 96 99 49 2
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硬件模块
3D系统——垂直配置、角度固定
一个立ห้องสมุดไป่ตู้间隔板，尺寸350mm 2组压合适配器 同步电缆
硬件模块
相机
MCR030， 1.56 µm @ 100 mm FOV MCR050， 0.78 µm @ 100 mm FOV MCR100， 0.52 µm @ 100 mm FOV MCR125， 0.49 µm @ 100 mm FOV MCR150， 0.36 µm @ 100 mm FOV MCR200， 0.30 µm @ 100 mm FOV MCR250， 0.24 µm @ 100 mm FOV MCR300， 0.20 µm @ 100 mm FOV MCR400， 0.15 µm @ 100 mm FOV
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98 101 102 52 1
0 46
正确的匹配
97 98 103 51 2
0 53
97 102 98 100
102 99 101 48 0
0 54 102 101
图像噪音的处理
数字图像相关方法
美国Tovey 及StressPhotonics、捷克Sobriety
褒博机电——产品与服务
多通道结构加载系统 静压支撑作动器、聚合涂层作动器 伺服控制器、软件及二次开发服务 疲劳试验机 振动台 应力、应变及力的测量 定制化系统 升级、维护 夹具、油源等系统辅助设施
查看记录的数据（并行查看不同的相机） 外部同步及捕捉模式 支持DSLR相机（PTP协议） ROI/AOI（高速低分辨率） 聚焦和瞄准工具 通过模拟量、RS232和TCP/IP输出 通过RS232和TCP/IP，利用应用编程接口（API）实现远程控制 2组点探测器在线计算 1组延伸线在线计算 标识点探测 宽度检测和测量 基于网格的自动坐标系定义 冻结延伸线端点功能 图像观察功能（反转、缩放、过/欠曝光指示、快速浏览、旋转） 工程应力-工程应变评估 真实应力-真实应变评估 引伸计标定 操作员使用的简洁版用户界面
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显示器中的图像
整数像素的移动
数字图像相关方法
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(x;y)=(5;5)
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软件模块
RT——在线记录和图像数据采集 ENTER——数据处理功能 PLUS——具有更多功能的附加模块 3D视频引伸计——带立体视觉功能的附加模块 TEST RIG——用于试验机控制的模块 FULLFIELD（DIC）——全场变形分析的附加模块 VIBROGRAPHY（FFT）——带振动分析功能的附加模块
软件模块
PLUS模块（需ENTER或RT模块）
支持多相机（RT+ENTER） 支持高速相机（RT+ENTER） 缝合模式（为获得视场外图像而使用多相机时） 无限制的虚拟测量工具——延伸线、点探测、应变片 颈缩测量 力测量 探针链 粒子图像速度场（PIV——particle image velocity） 基于参考长度的坐标系定义 自定义符号编辑器 基于CAD的高级坐标系定义 存储为CSV格式，自由编辑 相机镜头失真修正 试样的二维码标识 坐标系偏移 刚性运动功能
附件
计算机 POE LAN板卡 CAN总线 AD/DA转换 联接测试台架的ECU 无线传感器 IRC-CUT滤波片 触摸屏 激光准直器 同步盒 卤素光源 磁性臂 三脚架 标定网格 镜头 相机安装套件
硬件模块
数字图像相关方法
（x，y)和(x∗,y∗)表示子区变形前的任意一点 及其对应的变形后的点，如右图中的Q点
∆x,∆y为Q点到子区域的中心点P在参考图像x 方向和y方向上的距离
子区的位移和变形可用中心点的位移u、v和 它们四个导数派生量 ∂u/∂x ， ∂u/∂y， ∂v/∂x， ∂v/∂y 来表示
同步数据记录与计算 视频频闪功能（与周期性情况同步）
数字图像相关方法
下面像素移动（红点）
时间点t
移动
B2B
时间点 t’
移动
使用子区(无法追踪单像素):
时间点t”
时间点 t
8
时间点 t’
软件模块
RT模块
记录不同相机的数据，支持 AVT / Prosilica / Teledyne / Videology / Webcam / Cameralink / Basler / PoinGray / Matrix Vision
数字图像相关方法
计算机中呈现的图像
内存中的图像
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硬件模块
2D系统——双/多相机系统
与单相机系统类似 压合间隔板 压合适配器
硬件模块
3D系统——水平配置、角度可调
专业的三脚架，尺寸300mm、500mm； 专用防护箱； 3组54瓦LED光源； 电源适配器； 同步电缆。