数字图像相关方法DIC(Digital Image Correlation)是一种非传统的光学测量方法。作为一种工程结构变形测量方法,它具有测量精度高,全场测量,非接触等优点。得益于计算机和图像视觉技术的发展,DIC技术在80年代开始萌生,并且引起了国内外学者的广泛关注。至目前为止理论体系已较为全面,并且在实际运用中也越来越受欢迎。如:材料测试,土木工程,医学研究,航空航天等。可以说数字图像相关方法具有广阔的前景,是一门有重大研究意义的新兴学科。数字图像相关方法有其优越性,但也有其缺陷,如算法自身的局限性,测量精度与应变片相比还有一定的差距,并且计算的速度还有待进一步提高。本文通过查阅大量的文献资料,针对这些问题以现有的研究成果为基础,对数字图像的精度和速度做了进一步的研究,主要内容如下:1、阐述了数字图像相关方法的基本原理。关于相关搜索法介绍了逐步搜索法、粗细搜索法、十字搜索法等几种常见的整像素搜索方法。同时,对亚像素搜索法中曲面拟合法、梯度法、牛顿拉普森法也做了详细介绍并通过模拟散斑图来分析比较了他们之间的计算速度、位移精度、抗噪性能等方面的特点。2、总结了粒子群算法现有状况,基于粒子群算法具有良好的鲁棒性、全局寻优、可避免陷入局部最优以及算法易于理解与编程等优点,本文将粒子群算法引入到数字图像相关法中。提出了两种计算亚像素位移的方法,从刚体位移测量出发。通过计算机模拟散斑图,对比经典的亚像素位移方法,数值仿真的结果证明了本文PIP方法的可行性。3、考虑结构弹性位移变形的复杂位移场,本文提出了 P-G法。通过模拟散斑图的对比实验验证了其在计算效率上的优势。并进一步检验了该算法在抗噪性能、非均匀变形、复杂变形等方面的适应性。4、基于MATLAB平台,编写了该算法的相关计算软件。进行了梁的挠度变形现场测量,与传统实验方法进行对比,验证了其可行性。