基于相移误差的五步相移算法

利用相移技术进行相位测量时,相移误差是相移算法的主要误差来源.本文提出一种五步相移算法,可以减少相移误差.先由傅立叶变换求出相移误差,然后用相移误差计算相位分布.由傅立叶变换测量相移误差,测量速度快,简单易行.对系统存在相移误差和探测器非线性误差时进行了仿真,结果表明:该文提出的五步相移算法较该算法的三步、四步相移算法,误差最小,测量精度最高.     

基于数字投影仪的PMP系统非线性误差分析

在相位测量轮廓术中,探测器的非线性响应是影响测量精度的重要因素．对该误差进行了理论分析,结果表明,通过增加相移帧数可以有效地减小非线性效应的影响,而且计算机模拟和实测证实：在基于数字投影设备的相位测量轮廓术中,当相移帧数为条纹周期的1／2时,非线性效应的影响可被很好地抑制．该结果可为实际应用中合理地选择相移算法提供理论依据．     

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．     

基于相移原理的便携式岩石三维形貌测量系统

针对岩石表面形貌复杂的特点和测量精度高的要求,提出了一种基于数字光栅相移原理的便携式岩石三维测量技术,该技术由相位移法、外差原理和相位高度映射三部分组成.相位移法和外差原理相结合能够自动完成相位展开,同时保持相移法原有的相位求解精度;然后根据相位展开后的相位图,利用相位高度映射算法来完成岩石的三维形貌测量.利用基于多频外差原理的三维测量技术建立了一套三维测量系统,该系统由一个CCD摄像机和一个数字光栅投影器组成.利用上述系统对一块岩石进行了测量实验,结果表明:该系统能够准确地完成岩石测量.     

几种电子剪切散斑相位求解法在简支梁微小位移测量中的应用比较分析

本文介绍了电子剪切散斑干涉技术时间相移法与空间载波Fourier变换法两种求相位技术,并应用不同的相移技术对简支梁的位移场进行测量分析比较。     

一种快速时间相位展开方法

为了实现物体形貌的快速三维测量,提出了一种基于四步相移的快速时间相位展开方法.与传统四步相移不同,增加了2幅相连周期相移量相差为π的条纹图.根据四步相移条纹图获取包裹相位,通过增加的2幅条纹图结合四步相移条纹图中的2幅获得辅助相位.最后通过包裹相位和辅助相位共同确定条纹级次,所得条纹级次不易出错.与格雷码和相位编码方法相比,该方法只需要6幅条纹图且算法简单,可以实现物体形貌的快速测量.实验结果验证了所提方法的可行性,测量的均方根误差(RMSE)为0.037 mm.     

基于频率调制二元编码光栅相位测量剖面术

分析传统的频率调制正弦光栅用于3步相移相位测量剖面术时,系统非线性对测量精度的影响,提出采用二元频率调制光栅,提高3步相移相位测量剖面术计算绝对相位测量精度的方法.完成了分别采用传统正弦频率调制光栅投影和基于Floyd-Steinberg二元编码频率调制光栅投影的相移剖面术的绝对相位计算结果对比.结果表明,采用正弦频率调制光栅模板的3步相移算法对系统的非线性敏感,而二元编码频率调制光栅模板既保持了利用单组条纹投影就可计算条纹绝对相位的优点,又不受系统非线性的影响,大大提高了基于频率调制光栅的相移剖面术的测量精度.计算机模拟和实验验证了所提方法的有效性.     

提高光栅投影测量精度的相移精确测量法

在光栅投影测量的相位计算中，采用Gray编码和相移相结合的方法，并针对当前光栅投影测量中相位计算精度不高的问题，提出一种新的相移方法．与传统相移方法相比，该方法采用新的投影光栅光强函数．考虑到光栅投影测量中可能出现的标定误差、投影光非正弦模式以及其他干扰因素，在该函数中加入对这些干扰的纠正值，从而减少由这些干扰产生的不利影响，进一步提高投影光栅和对象测量的精度．通过对邻近点插值获得的投影光栅，条纹精度可以达到亚像素级．对实际测量获得的投影光栅图像的处理实验，证明了该方法的可行性和先进性．     

对移相误差不敏感的四帧相位算法

应用相移干涉术测量物体表面微观形貌时,相移器的移相误差直接影响测量精度。在四帧干涉图情形下,推导出了对移相误差不敏感的相位解算方法。算法将相移误差因子作为中间可代换变量,它的大小随机变化不影响相位计算结果,即相位计算式与相移误差因子无关。对标准正弦样板进行的实验验证表明,该算法有效地抑制了移相误差对形貌测量的影响,进一步提高了表面微观形貌的测量精度和测量可靠性、提高了测量系统的整体性能指标。     

基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术

移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源,提出一种对实际步进移相值进行测量,消除移相误差对相位测量影响的算法,该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合,利用傅里叶变换相位原理测量每次移相的实际相移量,然后根据相移实测值计算相位分布,进而获得物体表面蝗三维数据。该算法能够准确测量每步移相的实际相移量,不要求移相的均匀性和重复性,只需３帧图像就可解调出相位分布,不受移相误差的影响。仿真结果证实了该算法的有效性,实际图像数据处理结果表明,该算法可以基本消除由移相引起的误差。     

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。     

相位测量轮廓术中计量信息的最佳采样方式

通过将计量场强度分布表达为傅立叶形式，导出了简明的相位测量轮廓术（ＰＭＰ）相位求解式，并根据最小二乘原理论证了步进式相移实现ＰＭＰ的最佳采样方式．实验结果表明，最佳采样方式为等间距满周期采样．     

余弦拟合消除相移误差在显微数字全息术中的应用

分析了在常用的四步相移中相移误差对相位重构造成的误差,给出了相移误差与相位重构误差的关系式,提出了通过干涉条纹的拟合来计算相移误差的方法,并将该方法应用于数字显微全息术测量细胞相位的实验中,得到了比较理想的细胞三维形貌.与不进行修正的结果相比较,发现相移误差造成的周期性相位重构误差,在使用后被明显地减少了,表明此方法是有效的.考虑到大多数全息图的干涉条纹比较容易识别,而且比较规则,因此该方法有比较好的通用性.     

数字散斑干涉计量中的相位测量

针对散斑干涉计量的特点,结合相移相位测量技术,提出利用物体本身变化产生的相位变化来实现散斑干涉计量中相位的测量方法,从而得到不同时刻物体的相位变化.通过对计算机模拟漫射体产生离面倾斜的时变散斑图,计算其均方根误差值,进行了验证.     

双环掺铒光纤激光器混沌反相位相移同步控制

提出了双环单模掺铒光纤激光器激光混沌反相位相移双环对双环驱动-响应同步控制系统的理论模型．其中,一个双环单模掺铒光纤激光器作为驱动系统,另一个具有2个附加的反馈回路的双环单模掺铒光纤激光器作为响应系统,而2个相移控制器反相位控制注入光的相移且和双环单模掺铒光纤激光器响应系统的反馈回路共同实现光的反馈反相位控制,即在反馈反相位的基础上,通过相移控制器调制注入光的相移可以控制混沌同步;数值模拟表明,无论是注入光的对称耦合驱动控制还是非对称耦合驱动控制,该方法都能有效地使混沌系统同步．     

改进的三步相位测量轮廓术

提出一种的可控制相移量的新三维测量方法,按照预定的相移量将三幅等相移正弦光栅图设定好,由投影仪投影该三幅光栅图到待测物体表面,对应采集三帧变形条纹图,通过改进的相位计算模型提取相位,结合高度映射公式计算出物体三维面形.新改进的方法可以有效地提高测量精度,仿真实验表明了该方法的有效性.     

基于模拟退火的相位测量轮廓术随机相移误差校正

建立任意步长的随机相移误差校正模型,采用模拟退火算法完成随机相移误差的优化估计,利用最小二乘法推导出求解截断相位的新算法,并给出计算机模拟和不同算法的试验结果.仿真结果表明,所提出的算法能准确地优化出随机相移误差,提高了测量精度.     

0.12μm至1.2μm振动测量技术研究

采用电子散斑时间平均法振动测量原理,通过Ｂｅｓｓｅｌ函数的余弦近似和对参考振动的劝相位和振幅的控制,并实施三步相移,从而实现了振幅的定量计算,使得振幅在０．１２μｍ至１．２μｍ辱劝精确定量测量成为可能,其测量精度较云纹估算法有很大提高,该系统具有全场、非接触、测量速度快、测量精度高等优点。     

用特征多项式法设计PMP的误差补偿算法

提出了相位测量轮廓术（PMP）中相移算法的一种设计方法：特征多项式法。运用特征多项式法设计出了两种能同时抑制相移误差和谐波影响的误差补偿新算法。数值模拟验证了新算法对误差的抑制效果。该设计方法同样适用于相移干涉计量术。     

基于PPLN差频波长转换器泵浦带的拓宽

在均匀准相位匹配(QPM)光栅中引入非π相移,拓宽了基于周期反转型铌酸锂波导(PPLN)差频(DFG)波长转换器的泵浦带宽．应用调制函数的概念描述了引入相移后的OPM光栅,得到一个比较简单的计算转换效率的解析表达式．数值计算了引入两个相移域和四个相移域的QPM光栅,并解释了引入相移后带宽加宽的机理．模拟结果表明采用非π相移的方法比采用π相移的方法在转换效率没有太大下降的情况下,带宽得到明显改善．