一种数字图像相关中的局部应变加权平均方法

技术特征：
1.一种数字图像相关中的局部应变加权平均方法，其特征在于，所述的局部应变加权平均法是首先由数字图像相关法计算得到各计算点的应变，然后为每个计算点划定计算窗口，在该计算窗口范围内计算应变的加权平均值作为该计算点的最终应变值，具体步骤为：步骤一、搭建数字图像相关测量系统，获取试件变形前的参考图像及变形后的变形图像；步骤二、在参考图像上以grid的步长布置计算点并使用数字图像相关法计算各计算点的应变；步骤三、为每个计算点划分一个应变计算窗口，该计算窗内包含（2m 1）
×
（2m 1）个计算点；步骤四、为计算窗定义一个加权函数，所述的加权函数为单峰、平顶或尖顶可变函数，其单峰平顶或单峰尖顶的特性可由其参数控制；当参数在[0.5-100]范围内，其函数形状为单峰平顶函数，且平顶范围与参数大小成正比；当参数在[0.0001-0.5）时，其函数形状为单峰尖顶函数，且尖顶程度与参数大小成反比，所述的加权函数包括但不限于如下形式：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）其中， x, y为计算窗内以中点为原点的横纵坐标，u(x, y)为点(x, y)处的加权函数值，m为计算窗口的半径，d为预设控制参数；步骤五、根据计算窗内各计算点的应变值及权值，求解计算窗内的应变加权平均值；步骤六、加权平均应变即为计算窗中心处计算点的应变值。2.根据权利要求1所述的一种数字图像相关中的局部应变加权平均方法，其特征在于，所述的计算窗口的半径m的取值范围为1-30。3.根据权利要求1所述的一种数字图像相关中的局部应变加权平均方法，其特征在于，所述的预设控制参数d的取值方法为：首先求取计算窗内所有计算点应变的标准差，当标准差≥
×
8.9
×
10-4
时，d=0.001；当
×
6.7
×
10-4
≤标准差<
ꢀ×
8.9
×
10-4
时，d=0.01；当
×
4.5
×
10-4
≤标准差<
ꢀ×
6.7
×
10-4
时，d=0.1；当
×
3.3
×
10-4
≤标准差<
ꢀ×
4.5
×
10-4
时，d=1；当标准差<
ꢀ×
3.3
×
10-4
时，d=50；其中，grid为布置计算点的步长。

技术总结
本发明公开了一种数字图像相关中的局部应变加权平均方法，属于实验力学、非接触式全场位移测量、数字图像相关方法领域，本方法通过对数字图像相关法得到的应变结果进行加权平均，减小数字图像相关法对于各种应变场的计算误差。对于应变梯度变化较小的区域，加权函数具有平顶特性，能够对计算窗内所有应变进行加权平均，实现对应变的光滑作用。对于应变梯度变化较大区域，加权函数具有尖顶特性，能够只针对计算点周围的几个应变进行加权平均，使计算结果不会因为过度光滑导致误差变大。不会因为过度光滑导致误差变大。不会因为过度光滑导致误差变大。


技术研发人员：熊克 宋祥帆
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2022/12/30