CN109000580B - 一种应变测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种应变测量方法和装置，所述方法包括：搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路；根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度；根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量。本申请实施例可以有效实现在动态变形过程中同步测量多维应变量。

Description

一种应变测量方法和装置

技术领域

本申请涉及全场光测量技术领域，尤其涉及一种应变测量方法和装置。

背景技术

应变测量是对材料载荷情况下的应力分布进行分析的重要手段。可靠的应变测量可以提供材料的力学性能指标、缺陷位置、载荷情况下变形情况和风险值等参数。因此，应变测量在工程力学中十分重要。

目前，实现应变测量通常采用基于时间相移的剪切散斑干涉技术。但是，基于时间相移的剪切散斑干涉技术仅能实现静态应变的测量，无法在动态变形过程中同步测量多维应变。

发明内容

本申请实施例提供一种应变测量方法和装置，用以解决现有的无法在动态变形过程中同步测量多维应变的问题。

本申请实施例提供了一种应变测量方法，包括：

搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度；

根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量。

可选地，所述三维剪切散斑干涉光路包括：三个激光器、至少一个剪切模块、成像透镜、图像传感器；

其中，所述三个激光器的波长不相同；

所述至少一个剪切模块，用于引入剪切量以及引入空间载波量。

可选地，所述三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块，其中，所述第一剪切模块的剪切量在x轴方向；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据所述第一剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

可选地，根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量，包括：

根据所述三个位移空间梯度：

和

同步确定所述被测物的第一主应变量ε_xx、第一剪应变量ε_yx和第二剪应变量ε_zx。

可选地，所述三维剪切散斑干涉光路包括：第二剪切模块，其中，所述第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据所述第二剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

可选地，根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量，包括：

根据所述三个位移空间梯度：

和

同步确定所述被测物的第二主应变量ε_yy、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

可选地，所述三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块和第二剪切模块，其中，所述第一剪切模块的剪切量在x轴方向，所述第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据所述第一剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

根据所述第二剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

可选地，根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量，包括：

根据所述六个位移空间梯度：

和

同步确定所述被测物的第一主应变量ε_xx、第二主应变量ε_yy、第一剪应变量ε_yx、第二剪应变量ε_zx、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

本申请实施例还提供了一种应变测量装置，包括：

搭建模块，用于搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路；

第一确定模块，用于根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度；

第二确定模块，用于根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量。

可选地，所述三维剪切散斑干涉光路包括：三个激光器、至少一个剪切模块、成像透镜、图像传感器；

其中，所述三个激光器的波长不相同；

所述至少一个剪切模块，用于引入剪切量以及引入空间载波量。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

在本申请实施例中，通过搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路；使得根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度；进而根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量，从而有效实现在动态变形过程中同步测量多维应变量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种应变测量方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种三维剪切散斑干涉光路的示意图；

图3为本申请实施例提供的三个激光器直角分布的示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种三维剪切散斑干涉光路的示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种三维剪切散斑干涉光路的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种应变测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请实施例提供的一种应变测量方法的流程示意图。所述方法可以如下所示。

步骤102，搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路。

步骤104，根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度。

步骤106，根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量。

可选地，三维剪切散斑干涉光路包括：三个激光器、至少一个剪切模块、成像透镜、图像传感器；

其中，三个激光器的波长不相同；

至少一个剪切模块，用于引入剪切量以及引入空间载波量。

可选地，图像传感器为彩色相机。

当图像传感器为彩色相机时，光路调整过程中只需要确保同一激光器对应的包含被测物相位信息的高频频谱与背景光对应的低频频谱之间完全分离即可。

由于三个激光器的波长不相同，即三个激光器出射激光的颜色不相同，因此，不同激光器对应的频谱会落在彩色相机的不同的颜色敏感区域实现采集，最终将不同激光器对应的频谱分离开来，使得既可以降低调整光路实现频谱分离的难度，又可以针对不同激光器对应的频谱分别进行相位提取。

需要说明的是，在三维剪切干涉光路中，图像传感器除了可以采用彩色相机之外，还可以采用黑白相机，这里不做具体限定。

若采用黑白相机，光路调整过程中，需要调整多个光路参数(例如，空间载波量，等)，以确保最终得到的三个激光器对应的频谱之间完全分离。

相比于时间相移法至少需要三幅散斑图才可以求解干涉相位，空间载波法只需一幅散斑图即可求解干涉相位，因此，基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路可以实现在被测物动态变形过程中同步测量多维应变量。

根据剪切模块的个数及剪切方向，可以同步确定被测物不同的多维应变量。

下面根据剪切模块的不同，详细介绍同步确定被测物的多维应变量的过程。

第一，三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块，其中，第一剪切模块的剪切量在x轴方向；

根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据第一剪切模块，同步确定被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

进一步地，根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量，包括：

根据三个位移空间梯度：

和

同步确定被测物的第一主应变量ε_xx、第一剪应变量ε_yx和第二剪应变量ε_zx。

图2为本申请实施例提供的一种三维剪切散斑干涉光路的示意图。

如图2所示，三维剪切散斑干涉光路中包括：波长为λ₁的激光器1、波长为λ₂的激光器2、波长为λ₃的激光器3、剪切量在x轴方向的第一剪切模块、成像透镜、图像传感器、被测物。

在图2所示的三维剪切散斑干涉光路中，三个激光器之间的摆放可以根据实际情况来确定，既可以采用直角分布的方式，也可以采用任意夹角分布的方式，这里不做具体限定。

下面以三个激光器之间采用直角分布的方式布局为例进行详细介绍。

图3为本申请实施例提供的三个激光器直角分布的示意图。

如图3所示，激光器1和激光器3位于xoz平面，激光器2位于yoz平面。激光器1出射的激光与yoz平面之间的夹角为α，激光器3出射的激光与yoz平面之间的夹角为-α，激光器2出射的激光与xoz平面之间的夹角为α。

需要说明的是，激光器1、激光器2、激光器3可以根据实际情况互换位置，不影响应变测量。

在图2所示的三维剪切散斑干涉光路中，虚线部分为第一剪切模块，第一剪切模块包括：第一分光棱镜、第一平面反射镜M1、第二平面反射镜M2。

通过调整第一剪切模块中的第一平面反射镜M1，引入空间载波量和x轴方向的剪切量。

在剪切散斑干涉测量中，当剪切量在x轴时，被测物的相位变化量与位移空间梯度之间的关系为：

其中，u、v、w分别为被测物的位移在x轴、y轴、z轴方向的位移分量；

分别为位移分量u、v、w在x轴方向的偏导数；α为照明方向与yoz平面之间的夹角，β为照明方向与xoz平面之间的夹角，γ为照明方向与z轴之间的夹角。

仍以上述图2所示三维剪切散斑干涉光路为例，激光器1、激光器2、激光器3分别出射激光照亮被测物，经被测物反射得到第一物光、第二物光、第三物光，进而第一物光、第二物光、第三物光分别经过成像透镜、剪切量在x轴方向的第一剪切模块之后在图像传感器表面形成剪切干涉。

以三个激光器之间采用直角分布的方式布局为例，根据图像传感器采集得到的剪切散斑干涉图，得到被测物对应的三个相位变化量：

求解方程得到被测物在x轴的三个位移空间梯度：

进而根据三个位移空间梯度：

和

同步确定得到被测物的第一主应变量

第一剪应变量

和第二剪应变量

第二，三维剪切散斑干涉光路包括：第二剪切模块，其中，第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据第二剪切模块，同步确定被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

进一步地，根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量，包括：

根据三个位移空间梯度：

和

同步确定被测物的第二主应变量ε_yy、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

图4为本申请实施例提供的另一种三维剪切散斑干涉光路的示意图。

如图4所示，三维剪切散斑干涉光路中包括：波长为λ₁的激光器1、波长为λ₂的激光器2、波长为λ₃的激光器3、剪切量在y轴方向的第二剪切模块、成像透镜、图像传感器、被测物。

在图4所示的三维剪切散斑干涉光路中，三个激光器之间的摆放同样地可以根据实际情况来确定，既可以采用直角分布的方式，也可以采用任意夹角分布的方式，这里不做具体限定。

下面仍以三个激光器之间采用图3所示的直角分布的方式布局为例进行详细介绍。

在图4所示的三维剪切散斑干涉光路中，第二剪切模块包括：第二分光棱镜、第三平面反射镜M3、第四平面反射镜M4。

通过调整第二剪切模块中的第三平面反射镜M3，引入空间载波量和y轴方向的剪切量。

在剪切散斑干涉测量中，当剪切量在y轴时，被测物的相位变化量与位移空间梯度之间的关系为：

其中，u、v、w分别为被测物的位移在x轴、y轴、z轴方向的位移分量；

分别为位移分量u、v、w在y轴方向的偏导数；α为照明方向与yoz平面之间的夹角，β为照明方向与xoz平面之间的夹角，γ为照明方向与z轴之间的夹角。

仍以上述图4所示三维剪切散斑干涉光路为例，激光器1、激光器2、激光器3分别出射激光照亮被测物，经被测物反射得到第一物光、第二物光、第三物光，进而第一物光、第二物光、第三物光分别经过成像透镜、剪切量在y轴方向的第二剪切模块之后在图像传感器表面形成剪切干涉。

以三个激光器之间采用直角分布的方式布局为例，根据图像传感器采集得到的剪切散斑干涉图，得到被测物对应的三个相位变化量：

求解方程得到被测物在y轴的三个位移空间梯度：

进而根据三个位移空间梯度：

和

同步确定得到被测物的第二主应变量

第三剪应变量

和第四剪应变量

第三，三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块和第二剪切模块，其中，第一剪切模块的剪切量在x轴方向，第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据第一剪切模块，同步确定被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

根据第二剪切模块，同步确定被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

进一步地，根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量，包括：

根据六个位移空间梯度：

和

同步确定被测物的第一主应变量ε_xx、第二主应变量ε_yy、第一剪应变量ε_yx、第二剪应变量ε_zx、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

图5为本申请实施例提供的另一种三维剪切散斑干涉光路的示意图。

如图5所示，三维剪切散斑干涉光路中包括：波长为λ₁的激光器1、波长为λ₂的激光器2、波长为λ₃的激光器3、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、剪切量在x轴方向的第一剪切模块、剪切量在y轴方向的第二剪切模块、成像透镜、图像传感器、被测物。

在图5所示的三维剪切散斑干涉光路中，三个激光器之间的摆放同样地可以根据实际情况来确定，既可以采用直角分布的方式，也可以采用任意夹角分布的方式，这里不做具体限定。

下面仍以三个激光器之间采用图3所示的直角分布的方式布局为例进行详细介绍。

在图5所示的三维剪切散斑干涉光路中，第一剪切模块包括：第一分光棱镜、第一平面反射镜M1、第二平面反射镜M2；第二剪切模块包括：第二分光棱镜、第三平面反射镜M3、第四平面反射镜M4。

通过调整第一剪切模块中的第一平面反射镜M1，引入空间载波量和x轴方向的剪切量；通过调整第二剪切模块中的第三平面反射镜M3，引入空间载波量和y轴方向的剪切量。

激光器1、激光器2、激光器3分别出射激光照亮被测物，经被测物反射得到第一物光、第二物光、第三物光；第一物光、第二物光、第三物光分别经过第一偏振分光棱镜，第一物光分为第一p光和第一s光、第二物光分为第二p光和第二s光、第三物光分为第三p光和第三s光；进而第一p光、第二p光、第三p光分别经过成像透镜、第一剪切模块、第二偏振分光棱镜之后在图像传感器表面形成剪切干涉；第一s光、第二s光、第三s光分别经过成像透镜、第二剪切模块、第二偏振分光棱镜之后在图像传感器表面形成剪切干涉。

通过第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜，使得根据第一剪切模块和第二剪切模块得到的剪切散斑干涉之间互相不会形成干扰。

以三个激光器之间采用直角分布的方式布局为例，根据图像传感器采集得到的剪切散斑干涉图，得到被测物对应的六个相位变化量：

求解方程得到被测物在x轴的三个位移空间梯度和在y轴的三个位移空间梯度：

进而根据六个位移空间梯度：

和

同步确定得到被测物的第一主应变量

第二主应变量

第一剪应变量

第二剪应变量

第三剪应变量

和第四剪应变量

本申请实施例记载的技术方案，通过搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路；使得根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度；进而根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量，从而有效实现在动态变形过程中同步测量多维应变量。

图6为本申请实施例提供的一种应变测量装置的结构示意图。图6所示的装置包括：

搭建模块601，用于搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路；

第一确定模块602，用于根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度；

第二确定模块603，用于根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量。

可选地，三维剪切散斑干涉光路包括：三个激光器、至少一个剪切模块、成像透镜、图像传感器；

其中，三个激光器的波长不相同；

至少一个剪切模块，用于引入剪切量以及引入空间载波量。

可选地，三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块，其中，第一剪切模块的剪切量在x轴方向；

第一确定模块602具体用于：

根据第一剪切模块，同步确定被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

第二确定模块603具体用于：

根据三个位移空间梯度：

和

同步确定被测物的第一主应变量ε_xx、第一剪应变量ε_yx和第二剪应变量ε_zx。

可选地，三维剪切散斑干涉光路包括：第二剪切模块，其中，第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

第一确定模块602具体用于：

根据第二剪切模块，同步确定被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

可选地，第二确定模块603具体用于：

根据三个位移空间梯度：

和

同步确定被测物的第二主应变量ε_yy、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

可选地，三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块和第二剪切模块，其中，第一剪切模块的剪切量在x轴方向，第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

第一确定模块602进一步包括：

第一确定单元，用于根据第一剪切模块，同步确定被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

第二确定单元，用于根据第二剪切模块，同步确定被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

可选地，第二确定模块603具体用于：

根据六个位移空间梯度：

和

同步确定被测物的第一主应变量ε_xx、第二主应变量ε_yy、第一剪应变量ε_yx、第二剪应变量ε_zx、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

根据应变测量装置，搭建模块用于搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路；第一确定模块用于根据三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度；第二确定模块用于根据多个位移空间梯度，同步确定被测物的多维应变量，从而有效实现在动态变形过程中同步测量多维应变量。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种应变测量方法，其特征在于，包括：

搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路，其中，所述三维剪切散斑干涉光路包括：三个激光器、一个或两个剪切模块、成像透镜、图像传感器，所述三个激光器的波长不相同，所述剪切模块，用于引入剪切量以及引入空间载波量，所述图像传感器用于采集剪切散斑干涉图，在所述剪切模块的数量为2的情况下，所述三维剪切散斑干涉光路还包括第一偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜用于将三束入射光中的每一束入射光分成偏振方向相互垂直的两束光，所述相互垂直的两束光经所述成像透镜后分别入射到两个所述剪切模块，所述三束入射光为所述三个激光器发出的光照射到被测物后经所述被测物反射得到的光；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定所述被测物的多个位移空间梯度；

根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块，其中，所述第一剪切模块的剪切量在x轴方向；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据所述第一剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量，包括：

根据所述三个位移空间梯度：

和

同步确定所述被测物的第一主应变量ε_xx、第一剪应变量ε_yx和第二剪应变量ε_zx。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维剪切散斑干涉光路包括：第二剪切模块，其中，所述第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据所述第二剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量，包括：

根据所述三个位移空间梯度：

和

同步确定所述被测物的第二主应变量ε_yy、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维剪切散斑干涉光路包括：第一剪切模块和第二剪切模块，其中，所述第一剪切模块的剪切量在x轴方向，所述第二剪切模块的剪切量在y轴方向；

根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定被测物的多个位移空间梯度，包括：

根据所述第一剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在x轴方向的三个位移空间梯度：

和

根据所述第二剪切模块，同步确定所述被测物的位移量在y轴方向的三个位移空间梯度：

和

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量，包括：

根据所述六个位移空间梯度：

和

同步确定所述被测物的第一主应变量ε_xx、第二主应变量ε_yy、第一剪应变量ε_yx、第二剪应变量ε_zx、第三剪应变量ε_xy和第四剪应变量ε_zy。

8.一种应变测量装置，其特征在于，包括：

搭建模块，用于搭建基于空间载波的三维剪切散斑干涉光路，其中，所述三维剪切散斑干涉光路包括：三个激光器、一个或两个剪切模块、成像透镜、图像传感器，所述三个激光器的波长不相同，所述剪切模块，用于引入剪切量以及引入空间载波量，所述图像传感器用于采集剪切散斑干涉图，在所述剪切模块的数量为2的情况下，所述三维剪切散斑干涉光路还包括第一偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜用于将三束入射光中的每一束入射光分成偏振方向相互垂直的两束光，所述相互垂直的两束光经所述成像透镜后分别入射到两个所述剪切模块，所述三束入射光为所述三个激光器发出的光照射到被测物后经所述被测物反射得到的光；

第一确定模块，用于根据所述三维剪切散斑干涉光路，同步确定所述被测物的多个位移空间梯度；

第二确定模块，用于根据所述多个位移空间梯度，同步确定所述被测物的多维应变量。

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