基于有限元的数字图像相关方法的测量误差

摘要

基于有限元的数字图像相关在非接触式全场变形测量领域应用广泛，网格尺寸、图像噪声、单元类型、真实位移场分布等因素均会对其测量精度产生显著影响。文中针对上述因素进行了理论分析，并设计数值测试算例，研究了上述因素对测量结果的影响。结果表明：存在使位移测量误差最小的最优网格尺寸，图像噪声幅值不仅直接影响测量精度，还会改变最优网格尺寸的取值；同时，高阶单元对位移场的描述能力更优，但其对图像噪声也更加敏感；此外，在复杂变形场中需采用小尺寸网格以精准捕捉局部变形信息。通过铝制板材单轴拉伸实验，验证了上述结论在实际应变测试中的有效性。

关键词

视觉测量 / 数字图像相关 / 有限元 / 测量误差