用变频条纹图扫描技术测量陡峭物体的三维轮廓

针对传统条纹投影方法不能测量陡峭物体三维轮廓的问题，提出了一种基于相移的变频条纹图扫描测量技术．采用投影装置投射一系列频率随时间变化的正弦条纹图到被测物体上，且在每个频率下完成相移条纹扫描．用电荷耦合器件(CCD)和图像采集卡记录这些变形的条纹图，对这些条纹图沿时间轴提取相位并进行处理，可以得到图像上每个像素点的相位和沿时间轴的相位变化率，由此得到的每个像素点的相位值在像面内都是相互独立的，而相位变化率包含物体的高度信息，因此可以得到物体的三维轮廓．实验证明，该技术能够成功地测量陡峭物体的轮廓．     

基于声光栅的三维形貌测量新方法

基于布拉格衍射的声光偏转器,本文提出了一种新的三维形貌测量方法。此方法利用激光器频闪照明声光晶体产生的超声光栅,使得两束对称入射的平面光波变为两束对称出射的+1级衍射光波。两束相互干涉的出射光波分别由扩束器扩束后,形成了足够覆盖物体表面的干涉条纹。整个测量系统结构简单,可以动态编程控制,具有高速度,高精度,实时性强等特点。此系统对于解决复杂面型物体的测量问题有较好的应用与推广价值。     

云纹干涉图像的数字采集及处理方法的研究

研究了云纹干涉图像的数字采集及处理方法,建立了图像实时采集及处理系统,编制了相关的程序.并采用该处理系统对复合材料实际构件的云纹干涉条纹图进行实时采集和处理,得到较好的数字位移场和位移导数场.     

基于条纹投影三维轮廓测量技术研究

提出一种基于条纹投影来测量凹陷物体三维轮廓的方法。由计算机模拟正弦分布条纹图样投影到三维凹陷物体上,条纹图受到物体表面轮廓的变化而发生变形,通过数字采集卡把图像采集到计算机中,对得到的图像进行处理得到物体表面的相位,根据相位和高度的关系得到物体的高度分布。利用这种方法对凹陷物体进行了实际测量,结果证实了该方法的可行性。     

基于小波神经网络的复杂三维物体测量

将小波神经网络引入基于结构光投影的复杂物体三维面形测量.在测量过程中,利用小波函数的时频特性及变焦特性和神经网络强大的函数逼近功能,得到离散条纹图的连续逼近函数,从中解出物体的相位信息,获得物体的三维面形分布.应用小波神经网络,在结构光投影条件下,只需要获取一幅条纹图,便可以完成复杂物体的三维面形测量.该方法相比传统的傅里叶变换轮廓术方法,不存在滤波操作,具有更高的灵敏度,在条纹图存在阴影的情况下,能更准确获得物体的相位信息,更加适用于恢复复杂物体的三维面形.模拟及实验均验证了该方法的可行性.     

基于彩色光栅投影的相位测量轮廓术

提出一种新的基于彩色光栅投影的三维面形测量方法.将相移量为2π/3的RGB调制的正弦光栅复合成彩色光栅投影到被测物体表面,利用相移算法求解出相位,最终获得物体的三维数据.该方法只需一幅投影条纹图就可以完成三维测量,同时给出了理论分析和计算机模拟.     

相移全息干涉法重建火焰温度场的新方法

提出可直接检测干涉图的相对光强，解决基于干涉条纹的处理有效检测信息利用率不高的问题，得到全场相移的连续分布，从而重建被测火焰折射率场和温度场的方法．采用该方法对标准轴对称分布的火焰进行模拟计算，并与现有的采用逼近法处理干涉条纹获得的结果进行了比较，证明本文提出的方法精度较高，具有较好的应用价值．     

基于序列视差图像的全息立体显示方法

通过获取的序列视差图像，用计算全息与图像处理技术产生了一个全息立体图的显示．在计算全息中采用了基于衍射的光栅条纹生成方法，将视场分为连续的8个区域，每个区域由一个空间频率不同的基本条纹衍射生成，利用迭代算法计算了基本条纹函数．然后对序列视差图像经过二维离散处理，通过光场投影与几何光学成像法，转换到一张全息图上，由包含8个基本条纹的全息素衍射生成序列视差全息图像．从而使观察者获得三维感的立体图像，并给出了实验结果．该算法为基于照片的全息立体图的生成提供了新的方法．     

一种改进的光条中心提取方法

在采用线结构光投影的三维物体测量中,激光条纹中心检测是影响测量精度及系统分辨率的一个重要因素．提出了一种激光条纹中心检测方法,这种方法通过对极值法获得的中心点的拟合,计算出光条各处的法线方向,并在法线截面上用遗传算法进一步优化出灰度的极大值点．实验结果表明在合理选择遗传算法的交叉率和变异率的情况下,该方法可以有效地获取光条纹中心,满足系统精度要求．     

工业产品表面高精度三维测量方法的研究

针对基于条纹投影轮廓术的三维测量系统的非线性效应降低测量精度的问题,提出了一种双四步相移结合相位编码的三维测量方法。该方法可以削减数字光栅测量系统中非线性效应的影响,提高系统的测量精度。通过2次四步相移算法计算得到2幅包裹相位图,经过相位融合得到连续相位。由于使用相位确定码字,相位编码方法对环境光、相机噪声等因素具有较强的鲁棒性,在物体的三维形貌测量中被广泛应用。实验结果表明,该方法能够有效测量复杂物体的三维形貌,具有较好的测量精度。     

量块中心长度绝对测量中干涉条纹的自动判读

利用高分辨率的图像采集系统读取干涉条纹,是提高量块长度测量准确度的前提条件。该文介绍利用激光干涉与数字图像处理技术以及应用快速傅里叶变换分析干涉条件方法,分析并解决量块中心长度的自动测量。系统采用了２个频率稳定的激光器,提高了视场照度和相干强度。分别在２种波长下,自动测量量块中心干涉条纹小数部分。仪器由ＣＣＤ摄取干涉条纹,计算机计算量块中心条的位置。该方法不但提高仪器的自动化程度,而且能够提高测量     

基于FPGA的频率合成器的实现

本文介绍了直接数字频率合成器（DDS）的原理,并通过现场可编程门阵列FPGA以查找表的方式予以实现24位DDS的方案。相对于传统的专用的数字频率合成器芯片,用高性能的FPGA器件设计符合自己需要的数字频率合成电路具有方便的控制方式和快速的置频速率等等诸多优点。     

干涉条纹抖动误差的消除方法探讨

针对不可避免的激光光束的指向误差带来的干涉条纹抖动,去除干涉图像高频部分从而找到干涉条纹抖动量并进行误差消除.在非局域空间光孤子大相移的测量实验中,运用此方法,成功地得到了消除激光器指向误差的相位随功率的变化图,从而实现了非局域空间光孤子大相移的测量.     

提高FFT法测量等距干涉条纹频率精度的一种简便方法

ＦＦＴ频谱分析技术用于测度等距直线干涉条纹的频率时,要求数据截断长度等于方周期的整数倍,才能得到准确的测量值,这条件在实际测试中很难满足,本文给出一种方法,可不用考虑该条件,只利用ＦＦＴ的结果就能很方便地得到与连续富里叶变换相一致的干涉条件纹频率值,仿真结果证明该法在测试等距直线干涉条纹的频率时有效的。     

基于Cyclone Ⅲ的多功能高速信号源

介绍了一种基于大规模集成电路FPGA构成的高速信号发生器系统,与传统的直接数字式频率合成器相比,能产生高速的信号,且功能齐全。直接数字式频率合成器是从相位出发,采用频率合成技术,只能产生频率是千量级赫兹的信号;而本系统采用CycloneIII系列EP3C10作为核心器件,用泰勒级数展开方法生成信号,可产生兆量级赫兹的正弦波、锯齿波、三角波以及方波4种可调波形信号。本系统采用软硬件结合的方法来实现,用Quartus ii编写Verilog HDL程序,并且用MATLAB仿真软件对其进行仿真,验证其设计正确性。     

三缝干涉测量涡旋光束拓扑电荷数

研究了涡旋光束经三缝干涉后在干涉场中干涉条纹的分布情况,讨论了拓扑电荷数分别为整数和分数情况下对条纹分布的影响.结果表明:不同于平面波,涡旋光束经三缝干涉后的条纹沿着横向出现了移动现象,并且移动的幅度和方向与拓扑电荷数的取值有关.     

利用杨氏双缝干涉实验检测涡旋光束的拓扑荷数

研究涡旋光束经过杨氏双缝干涉后的干涉条纹,发现不同于平面波的竖直干涉条纹,涡旋光束的干涉条纹出现扭曲.从条纹的上部往下看,涡旋光束的干涉条纹出现横向的移动,而移动的方向和大小分别取决于涡旋光束拓扑荷数的符号和数值大小.对干涉条纹进行观察发现,实验观察结果和理论结果基本上保持一致,可以通过观察涡旋光束的干涉条纹来判断涡旋光束的轨道角动量.     

光弹实验中纯弯曲梁的等差线图骨架线提取新方法

本文针对光弹实验中等差线骨架的自动提取进行了研究。通过分析等差线干涉条纹图的特性,结合数字图像处理中的图侉平滑、闽值分割、轮廓提取、差影检测等基本的图像处理技术,提出了一种直接细化得到骨架线图的方法。处理结果表明这种方法针对纯弯曲梁的等差线骨架线自动提取,精确度很高,值得推广。     

一种新的自适应移相干涉技术

研究对空气扰动及环境振动所造成的常数项光程变化不敏感的自适应干涉系统。采用高频振幅调制与锁相技术相结合的方法,对环境振动引起的干涉条纹的抖动进行实时探测和光程补偿,可将干涉条件纹依次锁定在与任意位相差相对应的位置,从而建立一个自适应移相干涉系统。这种方法不受两相干光束间光程差的限制且有高的信噪比,简述该方法的原理,对所建立的系统进行描述并给出实验结果。     

基于平面等倾干涉原理的平面度视觉测量系统

介绍一种基于平面等倾干涉原理的机器视觉高精度平面度测量系统。它利用等倾干涉原理 ,通过CCD提取随平面度变化的明暗相交干涉圆环条纹信息 ,根据条纹中心不变性和中心对称性 ,以开始测量点适当级次条纹中心为参考条纹 ,间隔 90°建立 4个扇形窗口 ,对窗口内条纹信息处理 ,得到细化后条纹与参考条纹径向间距 ,参照前一测量点干涉条纹径向位置 ,得到干涉条纹在各测点的变化量N。该N值既能反映出半波长整数倍 ,又能反映半波长小数倍的测点高度差信息 ,利用最小二乘原理 ,处理N值 ,得到极高精度的平面度测量误差。