A vision-based measurement system for the analysis of structural element deformation fields
Variant of the title
Wizyjny system pomiarowy do analizy pól deformacji elementów konstrukcyjnych
Author
Tekieli, Marcin
Promoter
dr hab. inż. Marek Słoński, prof. PK
Release date
2019
Date of defense
15.04.2019
Publisher
[s.n.]
Language
English
Keywords
digital image, vision-based measurement, optical measurement, digital image correlation, deformation field
obraz cyfrowy, pomiar wizyjny, pomiar optyczny, korelacja obrazów cyfrowych, pole odkształceń
Abstract
The presented work focuses on the design and implementation of the vision-based system for the analysis of structural element’s deformation fields. Proposed system is based on digital image correlation (DIC) which is an optical and numerical technique that allows to determine full-field deformation on the surface of the tested specimen. As a development environment for computing and system prototype design MATLAB has been selected. The theoretical part of the work includes a definition of a digital image and a description of the theory of digital image processing. The basic principles of the DIC method are also presented as well as the description of the vision-based features with the list of advantages and disadvantages of using the optical measurement systems. The practical part of the work begins with a chapter on the functionality of the designed system and its interface. Basic and advanced possibilities of system configuration and generation of various types of results have been presented. The main part of the work presents numerous practical applications of the designed system in the form of scientific papers. In this work the use of a vision-based system as an extension to traditional measurement method is proposed in the form of practical examples. It has been presented how vision-based measurements can bridge the gap between theory, experiment and simulation.
Praca skupia się na opisie procesu projektowania i implementacji systemu wizyjnego do analizy pól deformacji elementów strukturalnych. Zaproponowany system bazuje na korelacji obrazów cyfrowych (ang. digital image correlation, DIC), będącej metodą optyczną i numeryczną umożliwiającą wyznaczanie pełnego pola deformacji na powierzchni badanej próbki. Jako środowisko deweloperskie do obliczeń i stworzenia prototypu systemu wybrano środowisko MATLAB. Teoretyczna część pracy zawiera definicje obrazu cyfrowego i opis teorii związanej z przetwarzaniem obrazów cyfrowych. Przedstawiono tutaj również podstawowe zasady metody DIC, jak również opis systemów wizyjnych wraz z ich funkcjami oraz listą zalet i wad je charakteryzujących. Praktyczna część pracy rozpoczyna się od rozdziału przedstawiającego funkcjonalności i interfejs zaprojektowanego systemu. Zaprezentowano podstawowe i bardziej zaawansowane opcje konfiguracji systemu, jak również generowania różnego rodzaju wyników Główna część pracy prezentuje liczne praktyczne zastosowania zaprojektowanego systemu w formie artykułów naukowych. Na bazie praktycznych przykładów zaproponowano użycie systemu bazującego na pomiarze wizyjnym jako rozszerzenia tradycyjnych metod pomiarowych. Zaprezentowano, jak pomiar optyczny może wypełnić istniejąca lukę pomiędzy teoria, eksperymentem a symulacja.
