数字云纹条纹图的形成及其相位分析

就载波云纹法的变形数字云纹条纹图的形成及其相位提取进行了分析。     

有限元计算应力模拟实验光弹性等差条纹图

提出用有限元计算应力模拟光弹性等差条纹图像的方法，介绍了由计算应力计算图像显示点应力的算法．通过主应力差与光弹性等差条纹的关系获得了模拟条纹图．模拟条纹图的灰度值可由数字图像卡快速全场显示，实现了计算应力的光弹性应力等差条纹图的模拟．所提出的新思路为计算结果与实验结果进行全场定量比较提供了新的途径     

基于对称的非对称双光束入射云纹干涉法

传统的云纹干涉法是采用双光束精确对称入射的方式。在云纹干涉法精调零场的基础上,微旋一束入射光使双光束呈现微小的非对称,视场中出现稀疏的载波条纹。通过稀疏载波条纹在物体变形前后的变化对小应变进行直接分析,形成了一种基于对称的非对称双光束入射云纹干涉法。理论分析表明,该方法可近似给出全场诸像素点的正应变值;相对于传统的云纹干涉法,应变分析灵敏度大幅提高,达到了微应变或亚微应变的量级,应变测量精度有望得到改善,使光测法研究微小应变成为可能。     

基于直接数字频率合成的变频条纹生成方法

针对时间相位重建算法存在的实时性差的缺点，提出了一种可以快速生成并获取二维编码条纹图的方法．该方法利用直接数字合成器驱动的声光偏转器使2束相干光分别发生布喇格衍射，2束衍射光相交后发生干涉，获得干涉条纹．通过调节直接数字合成器的频率控制字改变干涉条纹的空间频率．依据该原理建立的系统可以完成变频条纹图的实时投影与采集，对采集到的变频条纹图进行处理后可以获得物体的三维数字像．实验表明每幅条纹图的投影及采集用时10ms左右，该投影及采集装置可以应用于实时性要求高的三维传感系统中．     

有限元计算应力模拟实验光弹性等差条纹图

提出用有限元计算应力模拟光弹性等差条纹图像的方法，介绍了由计算应力计算图像显示点应力的算法。通过主应力差与光弹性等差条纹的关系获得了模拟条纹图。模拟条纹图的灰度值可由数字图像卡快速全场显示，实现了计算应力的光弹性应力等差条纹图的模拟。所提出的新思路为计算结果与实验结果进行全场定量比较提供了新的途径。     

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．     

频闪激光散斑散焦照相法测量板结构动态变形

提出了用频闪激光散斑散焦照相法分析结构动态特性的新技术．应用该技术可获得优质的全场散斑条纹图，并可用逐点滤波法进行精确定量分析．讨论了如何选择激光脉冲宽度的方法．给出了频闪激光散斑散焦照相法的实验结果．     

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.     

融合梯度向量流条纹探测与图切法相位解缠

为解决GVF-Snake(gradient vector flow snake)条纹探测相位解缠时,内部条纹线探测偏离条纹边界的问题,提出了一种融合GVF-Snake条纹探测与马尔科夫随机场(Markov random field,MRF)图切法相位解缠方法.通过判断出条纹探测线不是真实条纹边界的情况,对该条纹探测线上一步探测条纹的内部块用MRF图切法进行分割解缠,按照相应解缠准则将两种解缠结果进行融合,形成含有边界跳跃点的粗解缠结果,并用高通滤波插值法消除粗解缠结果的边界孤立点的方法研究了矿区梯度较大地区的相位解缠.结果表明:以巨野矿区某工作面为实验区,用两景sentinel-1A的单视复数图像进行两轨法干涉处理的真实相位来验证算法的有效性.在面分析上,以自适应局部平滑相位评估(phase estimation using adaptive regulation based on local smoothing,PEARLS)为评价标准,将本文方法与最小费用流等5种相位解缠算法进行比较.对比结果显示,本文方法的平方根误差、平均绝对误差分别是±0.0791、±0.0090、±2.3173 rad.在线分析上,对只含有变形相位的绝对相位,提取各解缠绝对相位工作面走向线、倾向线的变形.以实际水准观测值为标准,本文方法的平方根误差、平均绝对误差、绝对值最大误差分别是±0.17748、±0.14107、±0.40529 cm.面分析中以PEARLS相位重构为基准,可见本文方法要优于其他常规的解缠方法;同理,线分析中以水准数据作为依据其各项指标亦为最优.     

用高温高频光栅研究激光焊接的残余应变场

应用耐高温的高频位相型光栅（１２００线／ｍｍ）和云纹干涉法实验技术，研究了低炭钢薄板中央激光堆焊试件的焊接残余应变场。获得了焊缝附近区域的全场位移条纹图，进而得到了该区域内含有塑性残余变形的残余应变场，并描述了其残余应变场的主要特征。实验证明了该方法具有高灵敏度、高分辨率、耐高温，以及全场和无损等优点，对于进一步实时研究激光焊接的热应力和热应变过程，以及评估激光焊接的工艺质量均有积极的意义。     

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。     

显微光弹性全场测量方法研究

提出了一种简单的数字图像方法分离等倾线与等差线,得到全场等差线条纹图;提出并实现用倾斜补偿器实现显微镜下的等差线条纹全场相移测量．对偏光显微镜系统进行了改造,实现了显微镜下的单向拉伸实时全场测量,并将应用于单向拉伸实时全场测量．显微光弹性全场测量方法研究@     

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。     

电子散斑干涉离面位移场的调制与解调技术

利用电子散斑干涉技术物体的变形场进行定量测量．通过偏转参考物体法,实现散斑离面位移场的空间载波调制;结合傅里叶变换法解调,仅需一或两幅条纹图就可得出全场离面位移分布．理论分析与典型实验比较。表明该方法是可行的．     

铝合金对接焊缝云纹干涉应变测试研究

从计算机图像处理技术中的数字相关方法出发,结合云纹干涉的测试方法,与实际工程背景相结合,通过对铝合金表面粘贴栅线,和参考栅线干涉得到云纹图,解决在试验时由于云纹的快速移动而导致难以判别云纹级数的困难,测定铝合金材料对接焊缝的力学性能,得到了理想的结果,为大应变的高精度、非接触、全场测量提供了良好的方法.     

能量方程在InSAR相位解缠中的应用研究

将能量方程应用于InSAR二维相位解缠中,阐述了它的基本原理。通过对干涉图进行均值滤波处理,使同一条纹内的相位得到平滑,相邻条纹间的相位得到增强,避免了相位解缠产生的拉线现象。在相位解缠过程中,对每一像素点进行相位梯度估计,减少了误差的传播。该方法有效地解决了原能量方程算法在干涉条纹较多情况下,相位解缠不收敛的问题,提高了相位解缠的精度。仿真数据和真实InSAR数据的实验结果验证了该方法的有效性。     

一种无阈值的傅里叶窗口滤波算法

提出了一种无需设定阈值的傅里叶窗口滤波算法,该方法解决了加窗傅里叶变换法无法克服的阈值问题,得到单一最佳频率图像,并大大缩短了计算时间．该方法可用于各类条纹图像的低通滤波,为从条纹图中进一步提取变形相位奠定了良好的基础．笔者介绍了自动窗口傅里叶变换算法的原理,利用该算法对散斑图进行了处理,并与加窗傅里叶变换法的滤波结果进行了对比．实验结果证明了无需设定阈值的傅里叶窗口滤波算法具有良好的滤波效果．     

用云纹干涉法实测复合材料应力强度因子的实验研究

采用实时观测云纹干涉法 ,测试并研究了正交异性Ⅰ型裂纹的应力强度因子。用三维云纹干涉仪和数字图像采集技术获得了清晰的反映试件裂尖附近全场位移的云纹图 ,进而推算出应力强度因子。并对贴片云纹干涉法和实时观测云纹干涉法进行比较。     

介质阻挡放电系统中不同对称性斑图的演化

利用双水电极实验装置,在介质阻挡放电系统中观察到了具有不同空间对称性的斑图之间的演化过程.在实验中,通过改变外界驱动电压发现:在升高电压的过程中,条纹斑图会发生失稳,并逐渐形成六边形斑图;形成规则的六边形斑图后,降低驱动电压,六边形斑图会失稳再次形成条纹结构.进一步降低驱动电压,在条纹斑图中观察到了横向调制失稳现象.     

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.