SIFT-Aided Rectified 2D-DIC for Displacement and Strain Measurements in Asphalt Concrete Testing

要約

二次元デジタル画像相関 (2D-DIC) は、アスファルト コンクリート (AC) 試験中に変位とひずみを測定するために広く使用されている光学技術です。
正確な 2-D DIC 測定は、カメラの主軸が試料の平面に対して垂直である場合にのみ実現できます。
ただし、デバイスの制約により、テスト中にこの要件が満たされない場合があります。
この論文では、非垂直性によって引き起こされる誤差を修正するための簡単で信頼性の高い方法を提案します。
この方法は、画像特徴のマッチングと修正に基づいています。
追加の機器は必要ありません。
理論的誤差分析を実施して、カメラの非垂直アライメントが測定精度に及ぼす影響を定量化しました。
提案された方法は、合成画像を使用して数値的に検証され、AC破壊試験で実験的に検証されました。
かなりのカメラ回転角度や大きな変形下でも、比較的高い精度を実現しました。
前処理技術として、提案された方法は、非垂直カメラ位置合わせの下で自動亀裂伝播測定のために最近開発された CrackPropNet を支援する上で有望なパフォーマンスを示しました。

要約(オリジナル)

Two-dimensional digital image correlation (2D-DIC) is a widely used optical technique to measure displacement and strain during asphalt concrete (AC) testing. An accurate 2-D DIC measurement can only be achieved when the camera’s principal axis is perpendicular to the planar specimen surface. However, this requirement may not be met during testing due to device constraints. This paper proposes a simple and reliable method to correct errors induced by non-perpendicularity. The method is based on image feature matching and rectification. No additional equipment is needed. A theoretical error analysis was conducted to quantify the effect of a non-perpendicular camera alignment on measurement accuracy. The proposed method was validated numerically using synthetic images and experimentally in an AC fracture test. It achieved relatively high accuracy, even under considerable camera rotation angle and large deformation. As a pre-processing technique, the proposed method showed promising performance in assisting the recently developed CrackPropNet for automated crack propagation measurement under a non-perpendicular camera alignment.

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