Improved digital image correlation for in-plane displacement measurement

Abstract

Electronic speckle photography (ESP) for in-plane displacement (IPD) and deformation measurements is well known with its more modern form, digital image correlation (DIC). Two speckle images of an optically rough surface before and after deformation, called reference and test images, are recorded and processed for IPD or deformation measurement of the test image with respect to the reference image. The reliability of ESP in measurements depends strongly on the postprocessing of the two images by DIC, which we have referred to as conventional DIC. In this paper, we are proposing a small but useful modification in the existing DIC methods by introducing some additional steps, which drastically improves the results obtained with the existing techniques. The modification to the conventional DIC method has been referred to as modified DIC. Computer-simulated and experimental results have been presented to validate the superiority of modified DIC over conventional DIC methods.

Displacement measurement of the compliant positioning stage based on a computer micro-vision method

“…15 Other researchers such as Jong-Jae Lee et al, 16 Yuan Yuan et al, 17 Asloob Ahmad Mudassar et al 18 and so on 19,20 proposed vision-based techniques and digital image processing techniques for displacement measurements. High accuracy, operability and reliability have been verified by these techniques and the relative setups are quite simple.…”

Определение Субпиксельных Микросмещений Спекл-Структуры Методом Фазового Сдвига Поля Пространственного Спектра

“…Для определения ве-личины смещения линейного участка графика функции фазового набега используется построчный корреляцион-ный анализ положений точек графика до смещения и после. Предложенный метод позволяет найти величину наклона линейного участка графика функции фазового набега в пределах пространственного спектра и опре-делить с достаточно большой точностью субпиксельное смещение спекл-структуры.Однородное смещение спекл-структуры x относи-тельно ее исходного положения вызывает в комплексном пространственном спектре спекл-структуры линейный фазовый набег -фазовую модуляцию, параметры кото-рой (угол наклона линейного участка графика функции фазового набега) зависят от величины взаимного смеще-ния спекл-структур x. Фазовая модуляция проявляется в суммарном пространственном спектре исходной и сме-щенной спекл-структур -в дифракционном гало в виде системы интерференционных полос [2][3][4]. Формирование интерференционной картины в дифракционном гало дает возможность визуализировать сигнал и контролировать процесс измерения, если период интерференционных полос меньше размеров гало.…”

“…Корреляционные методы позволяют измерять смещения спеклов в изображениях с точно-стью до периода расположения пикселей матрицы циф-ровой фотокамеры [4,5], величина которого используется в качестве рабочей меры длины в этих методах. Для из-мерений микросмещений изображений в субпиксельном диапазоне применяются итерационные вычислительные подходы [6].…”

“…Использование в цифровой спекл-интерферомет-рии [3,[4][5][6] метода взаимной корреляции смещенной и несмещенной спекл-структур позволяет получать ин-формацию о смещении спеклов без преобразования в частотную область. Корреляционные методы позволяют измерять смещения спеклов в изображениях с точно-стью до периода расположения пикселей матрицы циф-ровой фотокамеры [4,5], величина которого используется в качестве рабочей меры длины в этих методах.…”

“…Однородное смещение спекл-структуры x относи-тельно ее исходного положения вызывает в комплексном пространственном спектре спекл-структуры линейный фазовый набег -фазовую модуляцию, параметры кото-рой (угол наклона линейного участка графика функции фазового набега) зависят от величины взаимного смеще-ния спекл-структур x. Фазовая модуляция проявляется в суммарном пространственном спектре исходной и сме-щенной спекл-структур -в дифракционном гало в виде системы интерференционных полос [2][3][4]. Формирование интерференционной картины в дифракционном гало дает возможность визуализировать сигнал и контролировать процесс измерения, если период интерференционных полос меньше размеров гало.…”