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基于双目视觉的DIC测量技术研究的任务书
一、背景
DIC（DigitalImageCorrelation）数字图像相关技术是一种利用数字图像处理技术的非接触式测量和分析手段，通过计算和比较变形前后的图像像素点坐标、亮度等信息，得到被测物体表面在变形过程中的形变信息和应力场分布情况，可广泛应用于机械、材料、土木、航天等领域，对于材料、结构的工程应用及其损伤分析具有重要意义。本项目选取基于DIC测量技术的双目视觉测量系统，探究其在工程领域的应用价值。
二、研究内容
1.基于DIC测量技术的双目视觉测量系统设计
通过分析DIC测量技术的原理，设计基于双目视觉的DIC测量系统，包括光学部分、摄像部分、计算方法等。其中需要进行光学系统的设计和调试，实时采集并处理图像数据，给出与参考物体的位移、形变相关的各种图像参数，建立管道化的数据处理流程，提高数据处理效率。
2.基于双目视觉的DIC测量技术在结构应变分析中的应用
在理论上，双目视觉系统可以通过基于几何和光学的方法进行类三角测量，得出对象在空间中的几何形态、大小、方向等信息。利用此原理，设计基于双目视觉的DIC测量系统，对结构件进行应变分析，确定区域发生的变形、形变和形变分布、应变等变量，探究变形损伤对结构强度和稳定性的作用。
3.基于双目视觉的DIC测量技术在力学模拟中的应用
利用DIC技术，确定变形损伤对材料性能的影响，可以建立基于数据的材料模型。要深入研究材料的本构关系，并进行力学模拟，将双目视觉测量系统和计算机仿真技术相结合，形成完整的仿真系统，为材料设计、优化等提供重要的数据支持。
三、研究内容将完成的主要工作和预期效果
1.设计制造基于双目视觉的DIC测量系统
该系统定制化程度高，在设计和实现过程中，将对光学、图像处理、反演算法等方面进行全面考虑。安装调试合理的灯光系统、相机帧、观测距离等参数，保证系统具有较为优秀的精度和可靠性。在硬件方面，需要考虑相机分辨率、模拟-数字信号转换、帧率、传输媒介等方面，确保数据记录和传输的精度和稳定性。在逻辑设计和算法设计方面，要开发可靠、高效、通用的数据处理算法和软件系统，确保实现基于双目视觉的DIC测量的实时性和高精度性。
2.进行结构应变分析
基于双目视觉的DIC测量技术，可以对受力情况下的结构件发生的损伤和变形进行分析。通过该分析，可以得出不同受力情况下，结构件部件发生的形变和应变等变化结果。采用该技术，可以帮助用户迅速了解材料和结构件在受力过程中的变形情况，预测其损伤发生的位置、大小、类型等信息。同时，结构应变分析结果也可以用来验证相关的数值仿真模型和基于模型的分析结果——在一定的精度和误差条件下，同模型的数值分析结果和实际测试的结构应变分析结论之间的数据对比，可以验证数值模拟结果的可靠性。
3.实现对材料力学性能的仿真
基于DIC测量技术，可以得到复杂载荷状态下材料及结构体的完整形变应力数据。采用数字数据反演技术将已获得的DIC信息转化为力、应力、结构应变、动响应等重要的材料属性，结合现代计算机模拟技术，对材料进行延性、塑性、断裂和疲劳性能等方面的力学模拟研究，建立材料模型和桥梁模型，验证材料性能模型的可靠性并进行一定程度的推广应用。
四、参考文献
1.Xue,L.,Lu,H.,&Gao,H.(2018).AnOptimizationSchemeforDigitalImageCorrelation-BasedVibrationModalAnalysis.ExperimentalTechniques,42(2),161-174.
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3.Chen,J.R.,Yi,W.J.,Qiu,S.Q.,&Li,A.Q.(2019).ApplicationofDICtechniquetostudymechanicalbehaviorsofgypsumundercompression.AdvancesinMaterialsScienceandEngineering,2019,1-13.
4.Lucero,A.,&Voyiadjis,G.Z.(2018).Digitalimagecorrelation(dic)toestimateconcretebehaviorundertensionwithrespecttothereinforcingsteel.InternationalJournalofConc