古建筑彩绘梁整像素位移自适应搜索解算方法

发布时间：2021-08-30 06:52

　　通过在构件表面喷涂均匀散斑并拍摄变形前后的图片,采用数字图像相关法（DIC）可实现构件位移的非接触式测量.针对古建筑木梁彩绘图案灰度不均,导致传统DIC在整像素位移解算时识别效果差、计算效率低的难题,提出修正的自适应十字模式搜索法（IARPS）进行整像素位移解算.首先,预估第一个搜索点的搜索半径,在该半径内进行穷举搜索;然后引入自适应十字模式算法,通过小菱形搜索实现整像素位移的解算.采用散斑图模拟位移及装饰有彩绘图案的木梁压弯实验,将IARPS与DIC中常用粗-细搜索算法进行对比,结果表明,IARPS方法能有效克服粗-细搜索算法局部计算不精确的缺陷,且IARPS的计算效率可提高71.6%,为将DIC应用于古建筑彩绘梁的非接触式位移测量提供了一种新的解算方法. 

【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

二维DIC位移辨识原理

为克服计算步长选取的随机性，Nie等[16]提出了自适应十字模式搜索法（Adaptive Rood Pattern Search,ARPS）.其基本思路是，假设物体的变形是连续的，在进行整像素位移搜索时，采用相邻已知位移像素点的位移作为搜索初值，其具体搜索步骤为：1）对参考图像中的某计算点P，设其在x-y坐标系中的坐标为（u1,v1）；记P相邻像素点已知整像素位移为（u,v），记R=max（|u|，|v|），R=(u,v）.在目标图像中，以坐标（u1,v1）所在的像素点为中心点O，若是第一个计算点，则在该点沿x-y轴向相距2像素的上下左右各选1个点，形成十字形搜索模式；若不是第一个计算点，则在该点沿x-y轴向相距R像素的上下左右各选1个点，形成十字形搜索模式，同时选取R为一个搜索点，共计5个搜索点，如图3(a）中黑色小圆点所示.

1）对于参考图形中的某搜索点P，已知其在x-y坐标系中的坐标为（u1,v1）；在目标图像中，以坐标（u1,v1）所在的点为中心点，选择一个初始搜索半径，如图3(c）所示，在该方形区域内对每个点进行局部穷举搜索.2）针对方形区域内的每一个点，计算所有点的相关系数.

【参考文献】：
期刊论文
[1]关于中国古建筑油漆彩绘的研究[J]. 林珠龙.  美与时代(城市版). 2018(07)
[2]基于FBG应变测量的古建筑木梁变形监测方法[J]. 姜绍飞,唐伟杰,吴铭昊,沈圣,张鹰.  地震工程与工程振动. 2016(06)
[3]数字图像技术在古建筑裂缝监测中的应用[J]. 奥村运明,林颖文,李宁,孙亚军.  河南科学. 2008(02)

硕士论文
[1]基于数字图像相关方法的材料拉伸变形测量技术[D]. 熊磊.吉林大学 2012
[2]图像相关技术的亚像素位移算法与实验研究[D]. 伍卫平.华中科技大学 2009



本文编号：3372292