二维数字图像相关算法软件Ncorr的使用心得

凌晨三点半的猫 2024-06-16 14:35:02 阅读 59

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二维DIC分析引言已更新【含散斑图像生成方法】(2023.11.2)


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Ncorr数据处理已更新(2023.11.2)


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二维数字图像相关算法软件Ncorr的使用心得已更新与修改(2023.11.2)


二维数字图像相关(2D Digital Image Correlation)是一种非接触式的光学测量方法,常应用于图像分析处理上,它可以根据变形前后的2张或多张图像,求解出规定区域 近似的位移与应变情况


Ncorr下载与编译


1.下载


Ncorr下载点击这里, 提取码:2023 。

链接永久,放心食用!!!

2.编译


Ncorr的一些使用要求:

1.要求Matlab版本在R2015a 以上;

2.Matlab需要图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)与统计工具箱(Statistics Toolbox )

3.操作系统需要是Windows或者Linux。

4.编译器需要Visual Studio 2008+或者GCC 4.2+。

本文使用Matlab版本为R2022a,编译器平台为Visual Studio 2017。

Visual Studio2017安装可参考这里

下载完Ncorr软件后,将其在matlab环境下打开,注意的是如果打开的时候Ncorr所在文件夹是灰色的,则需要双击,切换为当前工作文件夹!!!如下所示。

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然后在Matlab命令行窗口输入下述代码后按下Enter键出现如下图所示的提示框,点击确定即可。

addpath(pwd); handles_ncorr = ncorr;


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紧接着会跳出OpenMP Support的提示框,不勾选默认CPU核数为1,即单线程进行DIC分析(后面设置种子点个数的话与此线程数有关,默认单线程也能工作,只不过相比多线程的并行计算会慢点)。勾选的话,则需要你的Visual Studio版本支持openMP语言的编译才行,本文的Visual Studio 2017版本支持openMP的编译,可以勾选。

勾选以后,cores的数量填选取决于你的电脑CPU是几核的。CPU核数的查询可右击桌面此电脑,点击属性,然后点击设备管理器查询。本文填选如下图所示。


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当出现下图所示编译成功Ncorr的图形用户界面(GUI)时,说明你已经下载Ncorr成功,接下来就可以在GUI界面上进行操作,完成你的DIC分析。

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以后再次打开Matlab,只要在命令行窗口输入ncorr即可打开该软件。

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Ncorr通用DIC分析流程

首先看一张我画的Ncorr操作流程图,如下图所示

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1.设置参考图像

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2.设置当前图像

Load All (memory heavy)选项表示将所有图像存储到Matlab工作区中,如果一次分析大量图像,这个选项是不可取的,因为这会导致RAM空间不足。Load Lazy (slower but less memory)选项表示延迟加载,Matlab只存储图像的名称和路径,适用于大量图像分析,不过会影响一些DIC分析速度。


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本文使用Load All选项


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3.设置ROI区域

Set Reference ROI选项是从参考图像设置感兴趣区域(ROI)Set Current ROI(For “Backward” Analysis)选项是从当前图像设置感兴趣区域(ROI),适合反向DIC分析


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本文使用Set Reference ROI选项


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本文使用Draw ROI选项


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+Ellipse代表往图上加椭圆框,-Ellipse代表减去椭圆框区域

+Poly代表往图上加多边形区域,-Poly代表减去多边形区域

clear代表清除图上的ROI区域

这里不理解的话,可以自己多动手试试就明白了,实践是检验真理的唯一标准!

点击一次Zoom代表放大一次图像,再次点击可以取消

Pan代表平移图像


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画完以后点击Finish

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4.设置DIC参数

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在标记为“子集位置”的轴中放置了一个绿色的导入点(由红色方框突出显示)。这个点是可拖动的,是右边显示的子集的中心点。右边的子集给出了子集间距(红色方框内两个点之间的间距)和子集的概念。需要注意的是,这些突出显示的点是子集的位置,而不是上传图像中的散斑图案的一部分。

总的来说,主要思想是选择尽可能小的子集(Subset Radius尽可能小一点),这不会导致有噪声的位移数据(因为较大的子集往往具有平滑效果)。为了获得正确的选项,可能需要多次调参。


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接下来需要在图像上设置种子

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一直点击Finish,直到返回下图。

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5.格式化位移

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可以看到Units Options选项面板有一个Get Unit Conversion按钮,接下来我将解析这个按钮的功能。点击Get Unit Conversion如下图所示。

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设置完以后点击Finish

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设置完以后再次点击Finish

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6.应变分析

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至此,Ncorr的DIC前处理阶段结束,接下里是一些后处理的流程。

7.绘制分析二维云图

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绘图数据面板上化=还提供了Save Image Save GIF按钮,方便导出绘制的相关图到论文中展示。

PS:保存静态图的时候建议保存tif格式,保存为其他格式,Matlab会将其压缩,影响图像质量。

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接下来是应变的二维云图绘制, 其中Exx代表水平方向的应变,Eyy代表垂直方向的应变,Exy代表剪切方向的应变。


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应变云图面板的选项与位移面板的类似,这里不多赘述。

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当看完云图后即可关闭绘图界面,返回保存DIC分析数据,先按Save Data按钮,再点击Set Handle按钮,最后退出Ncorr的Gui界面。

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8.DIC数据导出与分析

当来到这一步,Ncorr的基本使用教程就快结束了,接下来是DIC分析的后处理数据如何导出,你可以根据这些数据进行相应的拟合,预测等处理。

在Matlab工作区窗口找到ans变量,双击它,可以看见如下图所示。

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对于这些数据表头,官方是这样说明的。

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相对于参考构型(拉格朗日)的位移存储在带有“_ref”后缀的图中。“_cur”后缀用于相对于当前配置(欧拉式)的位移。 因此影响最终“plot”绘图数据的,我认为有用的数据如下图所示。

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