改进的复合光栅投影快速三维测量方法

提出一种新相移算法下的复合光栅投影三维测量方法.利用逆推法建立投影光栅模型,对投影仪投出的光栅进行预校正,保证投到参考面的条纹为标准的正弦分布.测量过程由具有相移的复合光栅到待测物体表面,CCD相机采集变形条纹图,将采集到的图像分离成3帧单色图,再由相位算法提取相位,通过高度映射公式恢复待测物体的三维面形.该方法有较好的抗噪性能,为动态在线测量奠定了基础.计算机仿真实验验证了该方法的可行性.     

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RGB三通道相位调制彩色编码

本文提出一种具有初始相位信息的RGB彩色编码方法。此法充分利用了彩色图像R、G、B三个分量携带的信息,即对三个分量分别进行相移为-120°、0°、120°的正弦调制,从而代替传统三幅相移法中的三幅相移图。首先投射一幅彩色RGB正弦条纹来调制被测物体的三维信息,摄像机拍得物体表面的变形条纹图,用数字方法把彩色变形条纹分为三幅灰度图像,然后应用三步相移方法获取截断相位,根据编码特征进行解码来指导截断相位的展开,获得展开相位,进而恢复出物体的三维面形。该方法编码稳定,解码方法可靠,只需要拍摄一幅图,就可以较好地重建空间分离物体的三维面形。通过实验证明了该方法的正确性。     

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.     

基于三角形光强分布光栅投影的三维测量方法

针对相位测量轮廓术中正弦光栅制作工艺复杂的问题,提出一种基于三角形光强分布光栅投影测量物体三维形貌的方法.测量时,将三角形光强分布光栅投影到被测物体表面,摄像机获取变形条纹图,通过系统参数和条纹图携带的相位信息求解出物体的三维面形.推导出通过三角形光强分布光栅求解相位的公式.实验结果表明,提出的方法具有较高的精度和可行性.     

基于莫尔拓扑与图象处理的三维测量法

本文叙述了一种新型三维物体表面测量方论，该方法利用单光栅投射待测物体表面而获取变形光栅象，然后应用图象处理方法，通过微机计算出物体表面各点高度．该方法测试精度高，速度快．文中对其原理进行了详细的叙述，并讨论了该法的测量范围、灵敏度．     

一种平面微观形态三维信息获取与处理方法

为获取平面微观形态信息,提出了一种基于线激光扫描和精密程控平移台的点云信息自动采集方案,实现了对A3纸张尺寸范围内低厚物品的分幅面全自动扫描;并自动对所获取的各幅面点云数据进行无缝拼接,生成被测物体的全幅面点云集,重建出被测物体三维模型。为便于观测分析并实现3D打印,对获取的点云集进行了区域选择、高度直方图统计、等高线绘制以及三角网格化,得到被测物体的三维模型;并对模型表面积进行计算。所设计的系统实现了平面精度±0.01 mm,高程精度±0.002 mm的点云采集。     

光带法激光三维彩色数字化技术

针对三堆彩色数字化技术的应用问题,利用基于光学三角形原理的光带法激光三堆数字化技术实现对物体的三堆数字化,采用直接拍照的方法实现对物体的彩色数字化,并利用传感器标定技术实现了三维信息与彩色信息的匹配,进而得到物体的三维彩色数字化模型．在此基础上,对三维彩色物体进行了数字化实验,实验结果真实反映了被测物体的三维彩色信息,验证了所提出理论和算法的正确性．     

面向光学三维测量的非均匀条纹生成方法

针对投影条纹间距比较小和被测表面法向处于变化范围较大的状态时局部条纹形变严重、分布密集,甚至出现条纹间重叠干涉现象,导致相位求解、条纹中心提取等方法失效的问题,提出了一种非均匀投影条纹生成算法。先利用投影均匀条纹到被测物体上,对相机采集图像中局部条纹分布密集的区域进行相位梯度调整,再运用反向条纹投影原理计算出非均匀投影条纹。对投影均匀条纹和非均匀条纹到被测物体表面进行光学三维测量,仿真和实验结果表明:当测量精度均达到50μm时,投影均匀条纹测量时有7.2%的数据点丢失,投影非均匀条纹时仅有0.24%的数据点丢失,基本上解决了局部条纹变形严重、分布密集导致点云丢失的问题,从而保证测量数据的可靠性。     

空间编码消畸变投影系统的研究

文章介绍了一种应用光学投影放大原理的光学投影系统,使用此系统可以把彩色编码图投射到被测物体的表面,用于三维物体的测量。该系统与传统投影仪成像原理不同,首先用照相机拍摄彩色编码图,然后将底片通过反置相同的照相物镜,投射到被测物体表面;实验结果表明,采用此方法可以很好地消除畸变,满足成像质量的要求。     

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.     

超声波传感器数据融合算法的研究

采用ANN数据融合方式对两个超声波采集的数据进行融合算法分析,解决了超声波射线开放角度问题,从而达到了对被测物体影像的比较精确的认识,试验显示效果良好.     

几何量测量路径自动生成方法

由于CCD摄像机无法一次拍摄到被测物体的所有轮廓,所以需要移动载物平台,便于CCD摄像机分数次拍摄被测物体的不同轮廓.文中提出了一种实现二维几何量测量的路径自动生成方法,用于实现载物平台的自动移动.该方法利用机器视觉和数控技术实现每移动一次载物平台完成一次被测物体分段轮廓图像的拍摄和处理,从而确定载物平台下一次的移动路径,最终实现被测物体完整轮廓坐标数据的自动采集.实验结果表明,运用设计的路径自动生成方法实现了被测物体轮廓坐标数据的自动提取.     

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。     

光栅投影式测量点云数据的曲面重构技术

提出了一种通过光栅投影式测量方法所得结果来获取新的按明暗变化规律分布的三维点群方法．它包括对被测物体进行三维几何模型重构、对被测物体的普通图像进行抖动处理以及将抖动所得图像中的白色像素点向重构的曲面进行投射三个主要步骤．分析了该方法面临的关键问题——线状分布原始三维测量点的曲面重构，提出了一种基于线状分布原始三维测量点的三角片几何模型重构算法，算法简单，可以确保生成性状良好的三角片对曲面进行拟合，并且能够避免出现曲面裂口，从而使曲面连续、光顺．     

基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法

针对行骨架结构式天线背架变形场难以监测的问题，提出一种基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法。针对被测结构在实际使用工况下的典型受力状态，对结构施加负载，采集变形数据，制作预标定数据集，获取被测结构的实时应力应变数据。将实时获取的一组应力应变数据与预标定数据集各组数据进行相似度计算、排序，依据相似度系数矩阵和所选取的预标定数据，对当前受力状态下的监测点变形位移数据进行计算；根据行骨架和主背架的受力特点，对整个阵面变形场进行插值计算，拟合出被监测天线阵面的变形场数据。为了验证所提方法的有效性，本文在一种行骨架式非闭合平面结构上开展实验研究。结果表明，所提算法能够测量非规则结构在外力作用下的变形场，并具备一定精度。     

基于激光测距和图像处理的尺寸检测系统设计

本系统通过运用激光测距和图像处理技术进行物体尺寸检测,当系统对被测物体进行测量时,由激光器发射的两条激光束投射到检测对象表面或被测量对象所在的平面上,形成明亮的斑点。并通过CCD摄像机进行图像处理,将拍摄到的图像通过图像采集卡进行采集,并最终输入电脑计算机中惊醒图像检测处理,最终先去最优质的图像信息进行处理以此得到最终数据。对组成尺寸检测系统的测距系统和图像处理系统进行了系统的分析,对系统内部的相关组成进行了讨论。     

相似物理模型变形的光纤光栅传感器检测分析

为了定量化研究相似物理模型实验岩层变形过程,在3m平面应力模型上,安装光纤光栅传感器5个,通过对埋设在相似物理模型中的光纤光栅传感器的采集数据分析,研究了物理模型在微小变形和宏观移动过程中的光纤光栅传感器灵敏度,并与对应位置的百分表数据进行对比。实验结果表明,物理模型岩层变形量小于4.985 mm时,光纤光栅传感器能够准确反映岩层的移动变形情况,两者呈线性变化;变形量大于4.985 mm时,光纤光栅传感器的灵敏度会大幅降低,但其仍然能反映岩层的移动变形状态,研究对岩层变形测试技术的发展有积极作用。     

利用计算全息光栅产生的涡旋光测量物体变形

利用计算全息(CGH)光栅产生的涡旋光束拉盖尔-高斯(LG)光束进行离面位移测量。基于二元叉形光栅产生LG光束的理论,将产生的LG光束作为参考光,加入一束平面光作为物光,设计了离面变形测量实验方案。利用物光和参考光的干涉进行物体变形测量,推导出物体变形前和变形后的干涉光强公式。通过数值计算,分析了利用LG光束进行变形测量的原理。数值模拟实验结果与理论结果基本一致,表明利用CGH叉形光栅产生的高纯度的LG光束可以进行物体变形测量。     

基于线阵CCD的简单测量

电荷耦合器件是70年代初期发现的新型集成光电传感器件,它通过高度感光的半导体材料将接收到的光信号转换成电信号,再经过模数转换得到可被计算机识别的数字信号,从而对被测物体进行精确的测量和分析。自CCD诞生以来,它在非接触测量领域发挥了巨大的作用。基于对物体尺寸的测量,可以对物体进行简单测量。