Physics-Informed Neural Network Based Digital Image Correlation Method

数字图像相关 人工神经网络 相关性 统计物理学 图像(数学) 数字图像 物理 计算机科学 人工智能 数学 图像处理 光学 几何学
作者
Boda Li,Shichao Zhou,Qinwei Ma,Shaopeng Ma
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2409.00956
摘要

Digital Image Correlation (DIC) is a key technique in experimental mechanics for full-field deformation measurement, traditionally relying on subset matching to determine displacement fields. However, selecting optimal parameters like shape functions and subset size can be challenging in non-uniform deformation scenarios. Recent deep learning-based DIC approaches, both supervised and unsupervised, use neural networks to map speckle images to deformation fields, offering precise measurements without manual tuning. However, these methods require complex network architectures to extract speckle image features, which does not guarantee solution accuracy This paper introduces PINN-DIC, a novel DIC method based on Physics-Informed Neural Networks (PINNs). Unlike traditional approaches, PINN-DIC uses a simple fully connected neural network that takes the coordinate domain as input and outputs the displacement field. By integrating the DIC governing equation into the loss function, PINN-DIC directly extracts the displacement field from reference and deformed speckle images through iterative optimization. Evaluations on simulated and real experiments demonstrate that PINN-DIC maintains the accuracy of deep learning-based DIC in non-uniform fields while offering three distinct advantages: 1) enhanced precision with a simpler network by directly fitting the displacement field from coordinates, 2) effective handling of irregular boundary displacement fields with minimal parameter adjustments, and 3) easy integration with other neural network-based mechanical analysis methods for comprehensive DIC result analysis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
天天快乐应助shan采纳,获得10
3秒前
和平使命应助科研通管家采纳,获得20
14秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
和平使命应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
17秒前
shan发布了新的文献求助10
22秒前
李爱国应助啊蒙采纳,获得10
31秒前
helen李完成签到 ,获得积分10
32秒前
40秒前
40秒前
shan发布了新的文献求助10
45秒前
啊蒙发布了新的文献求助10
46秒前
兴奋芸遥完成签到 ,获得积分10
49秒前
忐忑的书桃完成签到 ,获得积分10
55秒前
啊蒙完成签到,获得积分10
59秒前
隐形曼青应助张wx_100采纳,获得10
1分钟前
远_09完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hhh2018687完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
张wx_100发布了新的文献求助10
1分钟前
隐形曼青应助玩泥巴的hh采纳,获得10
1分钟前
晓风残月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小幺完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
xue完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Eva完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
YE完成签到 ,获得积分10
1分钟前
学无止境完成签到 ,获得积分10
1分钟前
DKX完成签到 ,获得积分10
2分钟前
美队的Peggy完成签到 ,获得积分10
2分钟前
无辜的黄豆完成签到 ,获得积分10
2分钟前
落霞完成签到 ,获得积分10
2分钟前
shirley要奋斗完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
cjl完成签到 ,获得积分10
2分钟前
白华苍松发布了新的文献求助10
2分钟前
Sunboshu完成签到 ,获得积分20
2分钟前
王了个小婷完成签到 ,获得积分10
2分钟前
HAPPY完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6028370
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7689444
关于积分的说明 16186425
捐赠科研通 5175560
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2769548
邀请新用户注册赠送积分活动 1753018
关于科研通互助平台的介绍 1638808