高温变形非接触测量中气流扰动误差的抑制方法技术

本发明专利技术提供一种高温变形非接触测量中气流扰动误差的抑制方法，属于测量技术领域。该方法利用高速相机获取材料构件高温变形过程中的数字图像序列，将数字图像序列两两一组计算出材料构件变形过程中的序列位移场；对序列位移场进行小波分解，获得分解后的高频系数矩阵和低频系数矩阵；再对高频系数矩阵置零，低频系数矩阵进行平滑滤波，计算得到全零高频系数矩阵和平滑后的低频系数矩阵；最后利用小波重构获得序列位移场小波平均降噪后的位移场。本发明专利技术通过对受气流扰动而含有噪声的位移场进行小波降噪处理得到平滑的位移场，解决了高温环境下气流扰动对数字图像相关等非接触式变形测量的影响，提高了高温环境下非接触式变形测量的精度。

Suppression Method of Air Disturbance Error in Non-contact Measurement of High Temperature Deformation

The invention provides a method for suppressing air disturbance error in non-contact measurement of high temperature deformation, which belongs to the field of measurement technology. In this method, the high-speed camera is used to obtain the digital image sequence in the process of high-temperature deformation of material components, and the sequence displacement field in the process of deformation of material components is calculated by two or two sets of digital image sequences; the sequence displacement field is decomposed by wavelet transform to obtain the high-frequency coefficient matrix and low-frequency coefficient matrix after decomposition; then the high-frequency coefficient matrix is set to zero, and the low-frequency coefficient matrix is smoothed. The zero high frequency coefficient matrix and the smoothed low frequency coefficient matrix are calculated. Finally, the displacement field of the sequence displacement field after wavelet average denoising is obtained by wavelet reconstruction. The method obtains a smooth displacement field by wavelet denoising of the displacement field with noise due to air disturbance, solves the influence of air disturbance on non-contact deformation measurement such as digital image correlation under high temperature environment, and improves the accuracy of non-contact deformation measurement under high temperature environment.

【技术实现步骤摘要】
高温变形非接触测量中气流扰动误差的抑制方法
本专利技术涉及测量
，特别是指一种基于序列位移场小波平均的高温变形非接触测量中气流扰动误差抑制方法。
技术介绍
在冶金、电力、航空航天等诸多领域中，高温环境下的应变测量技术是对高温材料结构进行热力学性能评价的关键技术之一。应变测量分为接触式和非接触式两种。因为传统接触式测量方法在进行高温应变测量时，存在应变元件筛选与固连、误差补偿等困难，使得非接触式的高温应变测量技术日益得到重视。电子散斑干涉术和电子错位散斑干涉术因测量精度高，广泛应用于变形测量和无损检测中，但它对高温复杂测量环境敏感。因此，使得越来越多的人研究数字散斑相关方法(DigitalSpeckleCorrelationMethod,DSCM)，又称为数字图像相关(DigitalImageCorrelation,DIC)。它具有实验装置简单，非接触、高精度、高灵敏度等优点，并且能够实现全场测量，已经作为一种光学测量的有效手段应用于实验力学及其它科研领域和各种工程方面。但高温环境下，非接触式变形测量方法面临诸多困难，其中面临的一个严峻问题是气流扰动对高精度变形测量的影响。气流扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温变形非接触测量中气流扰动误差的抑制方法，其特征在于：包括步骤如下：S1：搭建非接触式变形测量系统：该系统包括：单纵模激光器(1)、空间滤波器(2)、工业CCD相机(3)、窄带滤波片(4)和图像采集系统(5)，单纵模激光器(1)产生激光穿过空间滤波器(2)，经空间滤波器(2)扩束后均匀的照射到试样表面形成散斑场，工业CCD相机(3)采集透过窄带滤波片(4)的散斑后存储到图像采集系统(5)中；S2：数据获取：在试样被加热之前采集一张散斑图作为参考图像，加热试样到设定的温度，保温后在该温度下连续采集序列散斑图作为变形图像；S3：分别计算在S2中温度下的变形图像相对于参考图像的位移，得到该...

【技术特征摘要】
1.一种高温变形非接触测量中气流扰动误差的抑制方法，其特征在于：包括步骤如下：S1：搭建非接触式变形测量系统：该系统包括：单纵模激光器(1)、空间滤波器(2)、工业CCD相机(3)、窄带滤波片(4)和图像采集系统(5)，单纵模激光器(1)产生激光穿过空间滤波器(2)，经空间滤波器(2)扩束后均匀的照射到试样表面形成散斑场，工业CCD相机(3)采集透过窄带滤波片(4)的散斑后存储到图像采集系统(5)中；S2：数据获取：在试样被加热之前采集一张散斑图作为参考图像，加热试样到设定的温度，保温后在该温度下连续采集序列散斑图作为变形图像；S3：分别计算在S2中温度下的变形图像相对于参考图像的位移，得到该温度下的序列位移场；S4：采用序列位移场小波平均的方法消除由于气流扰动引起的位移场的随机波动。2.根据权利要求1所述的高温变形非接触测量中气流扰动误差的抑制方法，其特征在于：所述S4中序列位移场小波平均的方法包括以下步骤：S41：在平滑位移场之前，利用三次样条插值法对S3中得到的含噪位移场进行插值，得到插值后的位移场dispY(:,:,i)，其中，i表示第i幅图像，m、n为矩阵大小，v(xn,ym)是点(xn,ym)的位移：S42：利用db4小波对序列位移场进行分解，得到大小为m1*n1的高频系数矩阵HHf(:,:,i){1},VHf(:,:,i){1},DHf(:...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳建宏，宋金连，刘福佳，黎敏，张建芳，魏宁，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11