针对单相机难以用于全场变形测量以及多相机在全场变形测量中复杂性等问题，提出一种利用双平面镜辅助的双相机系统来实现全场变形测量的新方法。该方法基于相机标定的坐标变换方法，即通过双平面镜实现从真实相机坐标系到虚拟相机坐标系之间的转换，进而实现从实物到虚像之间的转换。将该方法用于空心六角铝棒的热变形测量中，并与ANSYS软件的仿真结果进行比较，结果表明，该方法不但可以实现对被测件的三维重建，而且可以实现全场的变形测量，相对误差仅为0.51%，满足精度要求、效果良好。

从理论上推导了数字图像相关(DIC)方法中应变精度的影响因素, 指出应变计算精度会随着窗口尺寸的变小而下降。为了提高图像有效分辨率, 针对细长平面试件提出了一种二维多相机全场DIC方法。该方法根据特征点检测及匹配算法定位特征点对的亚像素位置, 通过DIC方法对特征点对进行高精度配准, 利用发展的逐步优化单应矩阵方法求解图像变换关系, 得到变形前后的无缝拼接图像。分别实施了纯平移和橡胶梁三点弯两组实验。在纯平移实验中, 该方法计算得到的应变均值误差及均方根误差均在50 με以内, 验证了该方法的有效性; 采用橡胶梁三点弯实验对比该方法与三维多相机全场DIC方法, 并基于实验结果对该方法的优点与缺点进行了分析。

提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形。首先, 提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值。然后, 介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法。最后, 借助于VC++6.0开发环境, 研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统。为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性, 利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验, 并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验。实验表明：本文方法的应变测量精度为0.5%, 与引伸计的测量结果基本相当; 与传统的测量方法相比, 提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维位移场和应变场, 并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理, 是研究焊接变形规律的有效手段。