[发明专利]基于数字图像的工程结构力学参数识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字图像的工程结构力学参数识别方法，其特征在于，包括：

步骤1：计算相关变形参数的计算公式；

步骤2：根据位移初始值与所述相关变形参数，计算位移精确值，获得位移场；

步骤3：根据所述位移场，通过应变窗算法计算位移梯度；

步骤4：根据所述位移梯度，计算应变场；

其中，所述步骤2包括：

步骤201：确定计算子区，计算归一化互相关法度量值；

步骤202：根据所述归一化互相关法度量值，确定所述计算子区的种子点，计算所述种子点的相关变形参数与位移精确值；

步骤203：确定距离所述种子点距离最近的多个未计算点，计算所述多个未计算点对应的相关变形参数；

步骤204：标记相关变形参数最小的未计算点为种子点，计算所述种子点的位移精确值；

步骤205：确定距离多个种子点距离最近的多个未计算点，重复步骤203-204；

步骤206：重复步骤205，直至所述计算子区中不包含未计算点。

2.根据权利要求1所述的基于数字图像的工程结构力学参数识别方法，其中，通过公式(1)计算相关变形参数：

其中，C_LS为相关变形参数，为任意一点Q的坐标，为变形后Q'对应的坐标，f和g分别为在指定位置的参考和当前图像灰度强度函数，f_m为参考图像子区灰度平均值，g_m为当前变形图像子区的灰度平均值。

3.根据权利要求1所述的基于数字图像的工程结构力学参数识别方法，其中，所述步骤3包括：

根据所述位移场进行最小二乘平面拟合，获得降噪后的位移值；

根据所述降噪后的位移值，计算所述位移梯度。

4.根据权利要求1所述的基于数字图像的工程结构力学参数识别方法，其中，所述位移梯度为：

其中，E_xx为x方向的位移梯度，E_xy为xy方向的位移梯度，E_yy为y方向的位移梯度，u为x方向的位移值，v为y方向的位移值。

5.一种基于数字图像的工程结构力学参数识别系统，其特征在于，该系统包括：

存储器，存储有计算机可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：

步骤1：计算相关变形参数的计算公式；

步骤2：根据位移初始值与所述相关变形参数，计算位移精确值，获得位移场；

步骤3：根据所述位移场，通过应变窗算法计算位移梯度；

步骤4：根据所述位移梯度，计算应变场；

其中，所述步骤2包括：

步骤201：确定计算子区，计算归一化互相关法度量值；

步骤202：根据所述归一化互相关法度量值，确定所述计算子区的种子点，计算所述种子点的相关变形参数与位移精确值；

步骤203：确定距离所述种子点距离最近的多个未计算点，计算所述多个未计算点对应的相关变形参数；

步骤204：标记相关变形参数最小的未计算点为种子点，计算所述种子点的位移精确值；

步骤205：确定距离多个种子点距离最近的多个未计算点，重复步骤203-204；

步骤206：重复步骤205，直至所述计算子区中不包含未计算点。

6.根据权利要求5所述的基于数字图像的工程结构力学参数识别系统，其中，通过公式(1)计算相关变形参数：

其中，C_LS为相关变形参数，为任意一点Q的坐标，为变形后Q'对应的坐标，f和g分别为在指定位置的参考和当前图像灰度强度函数，f_m为参考图像子区灰度平均值，g_m为当前变形图像子区的灰度平均值。

7.根据权利要求5所述的基于数字图像的工程结构力学参数识别系统，其中，所述步骤3包括：

根据所述位移场进行最小二乘平面拟合，获得降噪后的位移值；

根据所述降噪后的位移值，计算所述位移梯度。

8.根据权利要求5所述的基于数字图像的工程结构力学参数识别系统，其中，所述位移梯度为：

其中，E_xx为x方向的位移梯度，E_xy为xy方向的位移梯度，E_yy为y方向的位移梯度，u为x方向的位移值，v为y方向的位移值。