液晶数字投影三维形貌测量技术

提出一种新的投影栅三维形貌测量的实现方法．由计算机生成标准正弦分布的栅线条纹，利用数字投影仪投射到参考平面上；由CCD摄像机分别采集放置待测物体前后的两幅栅线图，根据傅里叶变换法解调出物体的三维形貌．实验系统对环境要求低，投影栅线所含的噪声较小。测量精度较高，具有一定的实际应用价值．     

动态投影栅线的加窗傅里叶分析方法

提出一种基于动态投影栅线的全场非接触测量振动或者连续变形物体的位移、速度和加速度的方法.利用高速摄像机采集一系列随时间变化的投影栅线图.加窗傅里叶变换由于可进行局部分析和更好地抑制噪声,被用来提取单幅栅线图的相位.经过对序列投影栅线图在空间域上的处理,得到包含位移信息的三维复相位矩阵.再通过加窗傅里叶脊对位移在时间域上的分析,进一步提取出物体的速度和加速度分布.连续振动悬臂梁的测量实验结果表明,动态投影栅线结合加窗傅里叶分析能够得到动态变形物体上每个点的瞬时的位移、速度和加速度分布,证实了该方法的有效性.     

频谱扫描的物体面形测量方法研究

根据正弦投影栅成像及其傅里叶变换的特点，提出了一种利用频谱扫描测量物体面形的方法．使用CCD摄像机采集一幅待测物面的图像，利用傅里叶变换法求出其空间频谱．扫描频谱图，确定参考平面投影栅线的空间频率，进而利用余弦函数模拟参考平面上的投影栅线分布．由待测物面上和参考平面上投影栅线的相对变形可求出物体的高度场分布．该方法不需要相位分布测量，也不需要解包裹运算，只需一幅图像即可实现物体的面形测量．笔者介绍了该方法的原理并进行了实验验证，给出了实验过程和实验结果．实验结果表明，该方法可实现物体面形的快速识别，有自动化程度高、计算速度快、对环境要求更低的优点．     

光力学在航空领域的一些应用

实验手段,特别是光测技术,在解决航空领域的某些特殊问题中起很重要的作用.用云纹干涉法测量了残余应力分布,并由此确定增加疲劳寿命的工艺参数.用投影栅线法和数据拼接,测量了航空发动机燃烧室大型部件的三维形状,为数字加工提供了基本数据.发展了测量残余应变的数字散斑相关技术,并研究了残余应变与疲劳循环次数的相关性,为剩余寿命估计提供了依据.     

亚毫米精度摄影测量用于化石文物制图

阐述了摄影测量以亚毫米精度测绘化石文物正射投影线图的技术方法，南京猿人头骨等古脊椎动物化石的实测结果表明，物方点位测量精度达到０．２ｍｍ以内，故亦适合对类似小型目标物的高精度摄影测量。     

投影栅相位检测法中的多幅图象拼接处理技术

投影栅相位法是检测三维曲面形体几何尺寸的较为有效的光学手段。可是当采用这种方法检测较大尺寸的试件时,若使用单幅图象,处理得到的数据点分布比较稀疏,而且对光学装置提出了更高的要求。为此本文建立了投影栅相位法多幅图象的拼接处理技术,通过分块采集、分块处理,最终拼为一体的方法,解决了投影栅相位法检测较大试件时存在的问题。不仅提高了数字图象的采集精度和处理精度,而且降低了对硬件系统的要求。实例分析验证了该技术的有效性和实用性。     

位相全场检测的全息网格法

在全息干涉术与光栅网格法耦合的基础上，提出了一种基于位相全场检测的全息网格法．它可用来直接测量固体表面的应变分量（εｘ，εｙ，εｘｙ），其应变测量灵敏度为８×１０－５，利用相移技术得到了光栅栅线图象的位相场，进而确定了光栅的栅距和倾角，结合变形理论实现对应变分量的直接测量．     

模式识别在多视角下数据拼接中的应用

针对传统三点定位法在数据配准中使用的局限性，提出了将模式识别中的相似性理论应用在多视角下数据拼接中的新方法．首先，在数据重叠区域内用梯度法搜索曲率极值点，然后在已经获得的曲率极值点中，根据模式识别中的灰度相似性原则确定特征点，最后根据对应的特征点进行配准．将该算法应用在水轮机叶片毛坯的测量数据配准中，结果表明，它可实现空间曲面的多视角测量及后序多片数据的拼接，具有速度快、精度高、可操作性强等特点，而且算法不受零件材质和形状的限制，通用性较强．     

用孔径拼接法测量圆柱物面形

用孔径拼接法测量大物体面形已获得成功，但在直角坐标下对圆柱物面形的测量还存在着困难．本文推导了圆柱坐标下的孔径拼接公式，并利用新的拼接公式模拟测量了一圆柱体面形．     

逆向工程中对测量数据进行重定位的研究

在逆向工程测量过程中，经常会遇到形状比较复杂或尺寸比较大的物体，由于测量方法的限制。经常需要在不同坐标系下进行分片测量，这就需要解决测量数据的拼接问题。即重定位问题，本文提出了多目标多参数优化方法，与传统方法相比可以较大地提高数据的拼接精度，本研究的基本原理是，首先对测量的数据点进行粗定位，相当于优化方法的寻找可解区间。然后利用多目标多参数优化方法对测量数据点进行精确定位，相当于优化方法的寻找最优解。     

大型数据库中的高效序列模式增量式更新算法

提出一种称为FIMS（fast incremental mining of sequential patterns)的序列模式增量式更新算法，处理因数据库的更新而引起的序列模式的维护问题。主要思想是利用原先的序列模式挖掘结果，通过建立一个投影数据库来减少对整个数据库的扫描次数和侯选序列的生成，从而提高挖掘的效率。实验结果显示在更新数据量远小于整个数据库的大小时，FIMS算法的性能优于GSP算法4－7倍。     

一种适于高维时间序列的特征提取方法

为了获得更多的信息,越来越多的数据利用多路传感器进行采集,由此产生了大量的超高维时间序列。特征的提取在处理和传输这些数据中起到至关重要的作用。为此,提出一种最优鉴别平面(ODP)技术以消除数据冗余。该平面由两个在Fisher准则基础上建立起来的相互垂直的矢量组成,将模式样本投影到ODP上可得到二维特征矢量。为了衡量特征的有效性,分别用二次判别函数分类器和阈值矢量分类器对特征进行分类测试。同时,以心电信号为例对ODP方法进行测试,结果表明,该方法应用于超高维数据的特征提取是行之有效的。     

一种基于模式增长的频繁模式挖掘算法

提出了一种基于模式增长的频繁模式挖掘算法(简称为PGMiner算法).这种算法是一种深度挖掘的算法,不产生任选项集,便于发现较长的模式,避免了Apriori和FP-growth方法存在的问题.通过一种简单的索引结构在映射数据库中不断地增加模式长度.这种索引结构占用较少的内存,使得这种基于内存的算法有很高的执行效率.采用现实数据集以及IBM人工数据集对PGMiner算法进行测试.试验结果显示,对于一般类型的特别是较为稀疏的数据集,PGMiner算法比Apriori和FP-growth方法有更好的性能.     

基于数字投影仪的三维轮廓检测系统

通过对DLP(digital lighting process)数字光处理器投影仪的原理分析,建立了基于透视变换的投影仪原理模型.模型中建立了投影点与空间投影直线的关系,得到光栅平面在空间中的表达式,在此基础上设计编码光栅对空间进行划分.由于编码光栅是一系列的矩形光栅,所以通过编码光栅不同的排列组合对空间进行编码划分,确定空间中每一个光栅面的次序.再由测量系统的空间几何结构关系,得到被测物体表面点的三维坐标,实现了基于数字投影仪的物体表面三维信息测量.实验证明,利用数字光处理器投影仪可以方便地实现编码模式,基于本方法的三维轮廓检测系统结构简单,适合于各种高度变化的物体,可以快速、方便地进行三维信息重构.     

同轴度误差最小包容圆有限元后处理算法

针对工作状态下机械零部件同轴度误差数据采集难的特点,结合有限元后处理,提出了一种通过求解一组投影圆心坐标的最小包容圆(最小外接圆)来实现分析同轴度误差的计算方法.将轴套分为n段,将每段内边界变形后的节点坐标向同一平面投影,采用最小二乘法拟合成圆,即可获得n个圆心坐标.为求这平面点列(n个有限点)的最小包容圆,将问题转化为非线性约束最优化问题.通过分区优化搜索算法求解目标.同时采用了遗传算法来验证,两者计算结果一致.     

多传感器集成测量系统的数据对齐方法研究

反求工程中,多传感器集成测量系统对于提高实物数字化的效率和精度有着重要意义。本文对多传感器集成测量系统中不同数字化方式所获数据的对齐和融合进行了研究,并提出了一种不依靠简单几何体作为基准的自动对齐算法。该算法首先通过计算点集曲率来辅助选取3对近似对应点,求解坐标变换矩阵实现初始对齐;然后对非接触扫描点云进行三角剖分,以接触式测量所获点集向对应三角片的投影寻找对应点,然后进行坐标变换迭代求解,从而实现了不存在对应点的点集之间的对齐;最后包围盒求交法实现了数据的融合。实验结果表明,该算法行之有效,运行效果良好。     

投影满应力法

使用投影法修改由满应力法确定的设计点,这一方法是将满应力方向投影到目标函数等值面上, 减少它的不可行成分,使满应力法得到的最优点更接近于真实点.为了改善结构优化的效率,在得到投影方向后通过一维搜索确定下一个点.最后用两个例子来说明这种方法的效果.     

投影信赖域最优路径内点算法解有界变量的约束优化问题

基于最优路径(optimal path),提供一种投影信赖域内点算法解有界变量的线性等式约束优化．在合理的条件下,证明了所提供的算法不仅具有整体收敛性并且保持局部超线性收敛速率．数值计算结果表明了算法的有效性．     

三维地形的可视化研究

根据全球地形高程差资料,运用可视化技术对常用投影天气图底图上的地形信息进行重构,得到了有地形信息的地图投影天气底图;针对三维地形信息重构重,提出了一个三维地形投影算子,设计并实现了算子计算的递归算法,得到真实感三维地形可视化结果。     

和型莫尔偏折术的探讨

探讨了一种和型莫尔偏折术．将两组周期相同的干涉条纹同时投射到接收面上，让光强相加而得到莫尔条纹．分析了其原理，并用计算机进行了模拟．