Digitaalinen kuvakorrelaatio
Digitaalinen kuvakorrelaatio (DIC, engl. Digital Image Correlation) on videoseurantaan ja signaalinkäsittelyyn perustuva menetelmä, jolla voidaan seurata esimerkiksi jonkin kappaleen muodonmuutoksia, liikettä tai lämpötilaa. Menetelmän perusperiaate on se, että tarkastelun kohteesta kuvataan videota, ja yksittäisiä kuvia verrataan toisiinsa muutosten tunnistamiseksi.[1] Tämä vertailu hyödyntää tyypillisesti ristikorrelaatiolaskentaa. [2]
Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Menetelmän pohjatyötä tehtiin jo 1970-luvulla, mutta tällöin siihen kohdistui vielä paljon teknologisia rajoitteita. Digitaalikamerat olivat harvinaisia, kalliita ja epätarkkoja, joten DIC:n pioneerit käyttivät filmikameroita. Filmi oli sitten kehitettävä ja digitoitava ennen kuin laskentaa voitiin edes aloittaa, minkä lisäksi tietokoneiden laskentateho oli varsin rajallinen. Menetelmän suosio alkoikin nousta vasta 1990-luvulla, jolloin kohtuullisen tarkat digitaaliset videokamerat alkoivat olla saavutettavia. [1]
Toimintaperiaate[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
Ottakaamme esimerkiksi kappaleen muodonmuutoksen seuranta vaikkapa vetokokeessa. Kappaleesta otetaan kuva ennen kuormituksen aloittamista, jolloin määritetään jokaiselle sen pinnan pisteelle jokin lähtösijainti. Kuva jaetaan pienempiin, muutaman pikselin alijoukkoihin, joilla on kuvassa tietyt koordinaatit. Kun koe aloitetaan, alijoukot lähtevät liikkumaan eri suuntiin. Kunkin ajanhetken kuvaa verrataan alkuperäiseen kuvaan, ja paikallistetaan jokaisen alijoukon uusi sijainti. Näin voidaan laskea kaikkien pinnan alueiden siirtymät, ja saadaan muodonmuutoskartta, joka kuvaa pinnan muodonmuutoksia kattavasti. [2]
Menetelmän edut ja haitat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
DIC-menetelmän tärkein etu on se, ettei se edellytä minkään mittalaitteen kiinnittämistä tarkasteltavaan pintaan. Sillä voidaan näinollen tarkastella esimerkiksi hyvin hauraita pintoja, jotka vaurioituisivat herkästi tai hyvin kuumia asioita, jotka edellyttävät myös mittalaitteelta lämmönkestoa. [1]
Suurin haittapuoli on se, että monet tekijät vaikuttavat mittauksen tarkkuuteen [1]. Pinnassa on oltava riittävän selkeää kuviointia, jotta kohdat tunnistetaan oikein. Valaistuksen täytyy myös olla sopiva. [3] Käytettävän kameran täytyy olla hyvin tarkennettu eikä se saa liikkua tai heilua lainkaan [2].
Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- ↑ a b c d Sutton, M.: Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements. Basic Concepts, Theory and Applications. Springer, 2009. ISBN 978-0-387-78746-6. (englanniksi)
- ↑ a b c Sutton, M. A. & Sharpe, W. (toim.): ”Digital Image Correlation for Shape and Deformation Measurements”, Springer Handbook of Experimental Solid Mechanics. Boston, MA: Springer, 2008. ISBN 978-0-387-26883-5. doi:10.1007/978-0-387-30877-7. (englanniksi)
- ↑ Reu, P.: All about Speckles: Aliasing. Experimental Techniques, 2014, 38. vsk, nro 5, s. 1-3. doi:10.1111/ext.12111. (englanniksi)