基于dic的非接触式全场应变测量系统设计设计
非接触应变测量
非接触应变测量系统（VIC-3D/VIC-2D）非接触应变测量系统（VIC-3D/VIC-2D）产品简介随着光电技术、视频技术、计算机视觉技术的发展，数字图像相关性应运而生。
CSI公司自主研制的非接触式全场应变测量系统——Vic-3D系统和Vic-2D系统，采用先进的3D ／2D数字图像相关性运算方法，测量任意的位移和形变，从500微应变至500％以上的应变，样品的尺度在1mm至10m。
样品准备简单，只需喷漆；系统启动在1个小时内可以完成；试验过程中，只需白光照明，不要求激光或其它特殊照明条件，同时可以随时对实验对象进行校正，做实时的模拟输出及数据处理；集成软件操作容易，三维绘图可以方便的插入MS-OFFICE等文档处理软件；整个测量过程是非接触的，不存在机械力交互作用，测量结果准确可靠。
此系统目前主要被工业、企业、高校、军事单位和政府单位应用在材料测试、碰撞实验、无损检测、振动分析、高速测量项目、有限元算法验证、生物测试等领域。
型号VIC-3D/VIC-2D公司名称北京乔泽科技有限公司ARAMIS 系统简介（马路科技）AR AMIS 是光学3D变形分析的系统，适合于量测工件或材料试片的3D变形及应变，藉由连续动态地撷取每个材料应变状态，以得到试片瞬间的变形、高细节分辨率以及高精度的量测数据。
对于静态及动态负载的工件或试片，AR AMIS 可以不受限材料类别并且非接触的量测到以下种类数据：●3D 表面坐标值及3D 位移●3D 速度及加速度●平面应变量及平面应变率●材料特性数值或曲线对于材料及工件变形行为有更好的了解是新材料的应用、精确的分析材料特性以及改善数值分析模型的关键。
AR AMIS提供了精确可信赖的分析结果。
《非接触式生命体征检测装置设计与实现》
《非接触式生命体征检测装置设计与实现》一、引言非接触式生命体征检测技术在现代社会扮演着日益重要的角色。
通过无线或近场感应方式对心率、血压、呼吸频率等生理指标进行测量，这种技术为医疗、军事、安全等领域提供了便利的监测手段。
本文将详细介绍非接触式生命体征检测装置的设计与实现过程。
二、系统设计概述非接触式生命体征检测装置设计旨在利用先进的光电技术、无线通信技术等实现快速、准确、非接触的生理信息监测。
该系统主要由信号采集模块、信号处理模块、数据传输模块和上位机软件四部分组成。
三、信号采集模块设计信号采集模块是整个系统的基础部分，主要负责捕获生理信息中的光电信号。
这里采用的主要技术为多普勒雷达和光学探测器技术，对心音及脉搏进行感知，以及非红外光线监测心跳的跳动模式。
这些技术使得该系统在不需要接触皮肤的情况下获取人体生命体征数据。
四、信号处理模块设计信号处理模块是对采集到的信号进行初步处理和分析的部分。
这一部分包括对原始信号的滤波、放大、转换和提取等操作，以便将复杂的原始信号转化为有用的生理信息。
采用先进的算法和微处理器，使该模块能够在短时间内对大量数据进行处理和分析，并输出准确的生理信息数据。
五、数据传输模块设计数据传输模块是连接整个系统的桥梁，它负责将处理后的数据通过无线方式发送至上位机软件进行存储和处理。
这里采用蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术，具有低功耗、传输速度快、稳定性高等优点。
此外，为了保证数据传输的实时性和安全性，我们采用加密技术对数据进行加密传输。
六、上位机软件设计上位机软件负责接收来自数据传输模块的数据，并对这些数据进行存储和处理。
软件采用可视化界面设计，使得操作更加简便易懂。
此外，上位机软件还可以对接收到的数据进行实时分析，给出直观的生理信息图表和报告，以便医护人员或使用者及时了解被测者的生命体征情况。
七、系统实现与测试在完成系统设计后，我们将开始进行系统的实现与测试工作。
首先，根据设计方案搭建实验平台，完成硬件电路的焊接和软件的编写工作。
基于dic的非接触式全场应变测量系统设计设计
基于dic的非接触式全场应变测量系统设计设计本科毕业设计（论文）基于dic的非接触式全场应变测量系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：自动化仪表系摘要近几年来，用数字图像相关法测量变形已成为世人瞩目的测量方法，并且应用越来越广泛，自从2007年以来，国际上基于数字图像相关的方法（Digital Image Correlation,DIC）测量全场应变的技术已经被广泛应用于各种学科的研究，例如材料力学，断裂力学，微观纳米应变测量，各种新型材料测量等。
基于DICM的桥梁变形非接触测量方法
基于DICM的桥梁变形非接触测量方法作者：陈潋文严盛龙王磊来源：《软件导刊》2018年第10期摘要：针对目前桥梁变形测量精度不高或易受到诸多因素制约的现状，基于数字图像相关方法（DICM），提出一种改进的位移测量算法。
首先利用粒子群算法进行整像素搜索，然后以此搜索结果为初值进行牛顿-拉普森迭代运算，最终实现具有亚像素精度的位移测量。
通过数值模拟算例和实桥荷载试验，验证该方法的计算效率与计算精度，为桥梁等工程结构变形检测提供了一种非接触高精度测量方法。
关键词：桥梁变形测量；数字图像；粒子群；牛顿-拉普森方法；荷载试验DOIDOI：10.11907/rjdk.181150中图分类号：TP319文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2018）010-0169-05英文摘要Abstract：Aiming at the current situation that bridge deformation measurement accuracy is not high or subject to many factors， this paper proposes an improved displacement measurement algorithm based on digital image correlation method. Firstly， the particle swarm optimization algorithm is used to get the integer pixel displacement information. Secondly， the information is employed as the initial value of Newton-Rapshon method to carry out iterative calculations. Finally， the displacement measurement with sub-pixel accuracy is realized. Through the numerical simulation example and bridge load experimentation， the computational efficiency and accuracy of the method are verified， and the method provides an optional non-contact high-precision measurement method for deformation detection of bridges and other structures.英文关键词Key Words：bridge deformation measurement； digital image correlation；particle swarm； Newton-Rapshon method； load experimentation0 引言荷载作用下桥梁形变是桥梁结构的一项重要指标，它不仅是桥梁检测与安全评估的参数，也是桥梁结构使用、维修和科学管理的重要参考依据之一[1]。
2D DIC显微应变测量系统
一、2D DIC产品简介：
非接触式光学2D DIC显微应变测量系统(2D DIC MICRO RT SYSTEM)配置高清显微测量装置及2D DIC 测控系统应用于小试件材料试验的实时应变测量。
测试精度满足EN ISO 9513-0.5级。
配合FL系列材料拉伸试验机/材料压缩试验机使用,实时测量材料的拉伸/压缩变形。
二、2D DIC显微应变测量系统主要特征：
2.1．500万\800万高精度摄像；
2.2．高采样频率，可达500Hz；
2.3．用于材料力学试验的实时图像处理的非接触式应变分析软件；
2.4 .2D-DIC软件通过数字图像相关性包括全场，二维变形和应变分析。
在几乎所有类型的材料表面上，都可以测量出明显的变形；
2.5．可以应用包括材料性能弹性模量、泊松比的测定、拉伸试验的应变测试、裂纹探测、循环拉伸试验应变特性研究、动态和高速试验、振动分析等。
三、2D DIC MICRO RT SYSTEM主要技术参数：
3.1精度等级0.5（EN ISO 9513）；
3.2应变分辨率0.002%；
3.3分辨率：0.1μm、0.2μm等；
3.4变形测范围：测量从0,001％到1000％的应变；
3.5初始测量长度（Le）从1 mm、2mm、5mm、10mm等；
3.6显示的数据：2D坐标，2D位移，表面应变等；
3.7实时采集应变变化值及实时图像处理；
3.8测量数据的可视化以2D图像叠加或带有测量值分布和可选图的2D彩色轮廓图进行；
3.9模拟电压信号8个模拟信号（±10V，16位），两个输出信号（±10V，16位）。
Vic-3D_非接触全场应变测量系统
非接触全场应变测量系统 应用案例
材料测试
高速压缩试验 泡沫结构内置玻璃纤维 观察层离屈曲和传播过程
高速物体测量模块
高速摄像机在高速运动物体定性评定中非常有效，但该方法很难进行定量评估。标志点追踪软件解决 了这个问题，但是只能跟踪运动，并追踪数量点有限，且不能精确测量面向相机和背离相机的运动。 VIC-3D高速物体测量模块集成了3D数字图像相关系统的所有优势，其集成了高速摄影机，无论是运动还是 应变都可以在视野范围内跟踪到每个像素。由于数据是3维处理的，相机中包含了所有位移方向，所有的计算 都是通过软件快速自动地进行计算。VIC-3D HS数字图像相关系统配备高速摄像机，可广泛应用于冲击爆炸 及大应变试验，图像采集速率从每秒1000张到每秒1,000,000张。
e2应变热点
NASA战神5运载火箭一 级助推器燃料仓轻量化 设计验证
直径：8.4m 高：6.1m 燃料仓上部加载力 VIC-3D 7套系统圆周阵列
CFRP拉伸试验 应变区域可以进行结构分析
纤维断裂在视图中可见
exx=0.17%
eyy=0.14%
离面位移=0.02mm
高速压缩试验 复合层压材料冲击破坏 观察薄片膨胀和扩散 目视勉强可见冲击损伤（BVID）高达60%
标志点测量
使用VIC-Gauge系统对高密度聚乙稀进行 实时应变测量
VIC-3D提供了在3D方向上标志点跟踪测量方法，通过使用一组相机，即使靠近或背离相机的运动，
该模块也能精确跟踪，并且没有数量限制，也可以用来定位CAD模型或者FE模型。
睿拓时创
非接触全场应变测量专项模块
非接触测量
•不需要应变片，刷漆或使用栅格 •不需要为获得有效结果而进行精确定位 •试件振动也可以测量 •数分钟即可准备并测量试件
211083994_基于3D-DIC_的花岗岩SHPB_压缩冲击动态应变场研究
科学研究创基于3D-DIC的花岗岩SHPB压缩冲击动态应变场研究戴搏凡介海堃（中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083）摘 要：本文利用三维散斑数字图像相关（3D-DIC）技术获得花岗岩在压缩冲击条件下应变场的变化，得到随着应力波在花岗岩反射和透射传播过程的应变场变化细节，对了解花岗岩各向异性介质动态破坏特性具有重要意义。
通过全场应变、位移、加速度、速度云图，可以反映出应力波的传播过程，应力波从试件左端开始传播，在试件中来回反射，直至应力波逐渐衰弱，形成拉压应力交替的现象。
通过冲击过程中花岗岩表面应变的可视化，可以将试件表面应变局部化区域孕育发展的过程直观地显示出来，试样的变形破坏具有显著的应变局部化特征，试样最终破坏区域与应变局部化区域位置基本相同。
关键词：三维数字图像相关分离式霍普金森压杆动态破坏特性应力波应变场中图分类号：T U45文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)09(b)-0029-08 Study on Dynamic Strain Field of Granite under SHPBCompression Impact Based on 3D-DICDAI Bofan JIE Haikun( School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology,Beijing, 100083 China )Abstract: In this paper, 3D Speckle Digital Image Correlation (3D-DIC) technology is used to obtain the variation of the strain field of granite under compression and shock, and obtain the details of the variation of the strain field as the stress wave propagates, which is of great significance for understanding the dynamic failure characteristics of the granite anisotropic medium. Through the whole field strain, displacement, acceleration, velocity cloud map can re-flect the stress wave propagation process. The stress wave starts to propagate from the left end of the test piece and reflects back and forth in the test piece until the stress wave gradually weakens, forming a phenomenon of alternating tension and compression stress. The visualization of the surface strain of granite intuitively shows the incubation and development of the strain localization region on the specimen surface. The deformation and failure of the specimen has obvious characteristics of strain localization, and the location of the strain localization region is consistent with the final failure zone of the specimen.Key Words:3D-DIC; SHPB; Dynamic failure characteristics; Stress wave; Strain field霍普金森压杆（SHPB）系统是人们研究材料在中等应变率（1×10-4）动力学特性的主要试验方法［1-2］，岩石是典型的各向异性介质材料，获得其在SHPB压缩冲击下的应变场特性具有重要意义［3］。
dic实验报告
dic实验报告《DIC实验报告》在工程领域，数字图像相关的技术一直是研究的热点之一。
其中，DIC（Digital Image Correlation）技术作为一种非接触式的测量方法，已经被广泛应用于材料力学、结构工程、地质勘探等领域。
本文将对DIC实验进行报告，介绍实验的目的、原理、实验步骤以及结果分析。
实验目的：本次实验旨在通过DIC技术对材料表面进行形变测量，以了解材料在外力作用下的变形情况，并验证DIC技术在工程领域的应用性能。
实验原理：DIC技术是通过对两幅或多幅连续拍摄的图像进行比对，来测量物体表面的形变和位移。
首先，需要在被测物体表面喷涂一层特殊的图案，然后通过相机拍摄物体在加载过程中的变形情况。
最后，利用DIC软件对拍摄到的图像进行处理，得到物体表面的形变和位移信息。
实验步骤：1. 准备被测物体和DIC系统，确保相机和光源的正常工作。
2. 在被测物体表面喷涂DIC图案，保证图案的清晰度和对比度。
3. 对被测物体进行加载实验，同时通过相机拍摄物体表面的变形情况。
4. 将拍摄到的图像导入DIC软件进行处理，得到物体表面的形变和位移信息。
5. 对实验结果进行分析和比对，验证DIC技术的准确性和可靠性。
结果分析：通过实验，我们成功地利用DIC技术对被测物体进行了形变测量，并得到了物体表面的形变和位移信息。
通过对实验结果的分析，我们发现DIC技术能够准确地反映物体在加载过程中的变形情况，具有较高的测量精度和可靠性。
因此，DIC技术在工程领域具有广阔的应用前景。
总结：本次DIC实验验证了该技术在工程领域的应用性能，为工程实践提供了一种非接触式的形变测量方法。
通过对DIC技术的研究和应用，我们可以更好地了解材料在外力作用下的变形情况，为工程设计和材料研究提供重要的参考依据。
希望本次实验报告能够对DIC技术的研究和应用提供一定的参考价值。
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基于dic的非接触式全场应变测量系统设计设计本科毕业设计（论文）基于dic的非接触式全场应变测量系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：自动化仪表系摘要近几年来，用数字图像相关法测量变形已成为世人瞩目的测量方法，并且应用越来越广泛，自从2007年以来，国际上基于数字图像相关的方法（Digital Image Correlation,DIC）测量全场应变的技术已经被广泛应用于各种学科的研究，例如材料力学，断裂力学，微观纳米应变测量，各种新型材料测量等。
这种测量方法具有非接触性、应用广泛、精度较高、全场测量、数据采集简单、测量环境要求不高、易于实现自动化等优点。
伴随着各种高分辨率显微镜的出现，这种测量技术可以测量微米甚至纳米的变形，这样使其拥有了更加广泛的发展空间。
本论文凭借国内外在此领域的研究成果作为基础，针对这种方法的测量精度的问题，开展了仿真与实际实验研究，重点分析各种实验因素和外界的干扰对数字图像相关法的计算精度的影响。
仿真研究部分，用数值方法模拟从而生成散斑图样，分析了理想状态下散斑与相关计算对精度的影响。
借助仿真分析的结果作为基础，开展实际实验的验证，获的了得取最佳计算精度的实际参考值。
针对各种产生误差的原因进行分析，并且提出了消除误差或者抑制误差的方法和措施。
关键词数字图像相关法；应变和位移测量；测量精度；力传感AbstractIn recent years，with the digital image correlation method to measure the deformation has become a measurement method of world attention ，and more and more extensive application，since 2007，method based on digital image correlation（digital image correlation ，dic）of strain measurement technology has been widely used in many disciplines，such as mechanics of materials，fracture materials，micro nano strain measurement ，various new materials measurement etc，this method of measurement is non-contact，wide application，high precision，full-filled measurement，data collection is simple，measurement environmental requirements is not high，easy to realize automation etc.accompanied by a variety of high resolution microscopy，this measurement technique can be the deformation measurement of micron and nanometer，so it has more development space.The diploma by the domestic and foreign research results in this field as a basis for this method, the measurement accuracy of the problem, research on Simulation and actual experiment, influence the precision of calculating focuses on analysis of various experimental factors and external disturbance on digital image correlation method. The simulation study, simulation to generate the speckle pattern by using numerical method, analyzed the ideal speckle and related effects on the precision of calculation. By the simulation analysis result as the basis, to carry out verification experiments, the optimal calculation precision in practical reference value. To analyze the causes for various errors, and puts forward the methods and measures to eliminate the error or the suppression error.Keywords digital image correlation method; strain and displacement measurement; measuring accuracy; force sensor目录摘要 (I)Abstract..................................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状及趋势 (2)1.3 本文的研究内容 (4)第2章数字图像相关法基本理 (5)2.1 数字图像相关法基本原理 (5)2.1.1 二维数字图像相关基本原理 (5)2.1.2 物体面内变形的表征 (6)2.1.3 相关标准 (7)2.2数字图像相关搜索方法 (9)2.3亚像素位移定位法 (11)2.3.1 灰度插值法 (12)2.3.2 相关系数拟合法 (13)2.4基于位移场的应变估计 (14)2.5 本章小结 (16)第3章基于仿真数字散斑图像的变形测量分析 (17)3.1 模拟散斑图的生成原理 (17)3.2于仿真散斑图的数字图像相关方法变形测量精度析 (19)3.2.1计算窗口大小对计算精度的影响 (19)3.2.2 散斑颗粒大小对计算精度的影响 (21)3.2.3 散斑颗粒数量对计算精度的影响 (23)3.2.4相关函数对计算精度的影响 (25)3.3.本章小结 (28)第4章数字图像相关变形测量实验研究及误差析 (29)4.1 随机散斑生成 (29)4.2 单向拉伸试验 (30)4.3 实验数据处理 (31)4.4 实验影响因素分析 (32)4.5 本章小结 (34)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录1 (39)附录2 (45)附录3 (52)附录4 (59)附录5 (65)第1章绪论1.1 背景和意义实自上世纪七十年代，光电子技术和数字图像技术的出现，特别是近年来CCD（Charge-coupled Device）摄像机、计算机软硬件及数字图象处理技术的飞速发展，使得数字图像相关(Digital ImageCorrelation ,DIC)法应运而生并得到广泛应用。
该方法最初是在上世纪八十年代初由美国南卡罗莱纳州大学（University of South Carolina）的Peter和Ranson提出的。
该大学的Sutton 教授是最早从事该方法的研究人员之一，并一直致力于数字图像相关方法的研究和应用，发表了一系列重要论文，推动了数字图像相关方法的发展，被公认为该研究领域的权威学者。
数字图像相关法是一种基于现代数字图像处理和分析技术的新型先进光测技术，它通过分析变形前后物体表面的数字图像来获取被测物体表面的变形信息。
数字图像相关法的本身特性决定了它有一些特殊优势：（1）实验设备和实验过程相对简单。
被测物体表面的散斑可以是人工喷制，也可以直接以物体表面的自然纹理作为实验标记；另外仅需要单个或两个固定的CCD，来拍摄被测物体表面变形前后的数字图像。
通过计算拍摄过程中得到的一组数字图像即可得到物体表面的变形信息。
（2）对光源光源和隔震条件要求不高。
直接使用白光或者自然光作为照明光源，不需要激光光源和隔振台，这样对测量环境的要求非常低，非常容易实现现场测量。