结构面内振动分析的频闪云纹方法

云纹方法的基本原理用激光全息和激光散斑方法来测量振动物体的振型,不仅对实验装置要求很高,而且对较大振幅振型的测量无能为力.我们将面内云纹方法和频闪方法相结合,成功地解决了这一测量问题. 在有机玻璃模型梁的表面贴上光栅胶片,用自己试制的同步闪光仪,拍下振动的两个极限位置的两次曝光底片,通过光学空间滤波技术,获得了清晰的等挠度条纹图,定量地获得了振型曲线.     

一种新型触针式曲面形貌测量系统

介绍一种用于曲面形貌特性的测量－分析系统，在触针技术的基础上，采用激光－光栅干涉和散斑干涉条纹微机细分技术并利用计算机图形学原理，解决高精度曲面表面形貌测量问题，讨论了系统工作原理、光电信号处理、软件设计及曲面数据处理模型，给出了初步实验结果。     

一种新型触针式曲面形貌测量系统

介绍一种用于曲面形貌特性的测量－分析系统。在触针技术的基础上，采用激光－光栅干涉和散斑干涉条纹微机细分技术并利用计算机图形学原理，解决高精度曲面表面形貌测量问题，讨论了系统工作原理、光电信号处理、软件设计及曲面数据处理模型，给出了初步实验结果。     

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．     

采用DLP的PMP系统中的莫尔效应及其对位相测量的影响

在采用数字光处理器(DLP)作为光栅投影系统的位相测量轮廓术(PMP)中，研究了莫尔效应产生的原理及其对位相测量结果的影响，DLP投射的光栅信号可视为对正弦模拟信号的抽样，CCD采集到的光栅信号又是对DLP投影信号的抽样，当DLP的核心部件DMD芯片和CCD图象传感器的空间频率满足一定条件时，CCD采集的图样将因为两次抽样过程产生莫尔条纹，通过对这两次抽样过程的分析，得到了莫尔条纹产生的条件和光强表达式，找出了N位相算法中莫尔条纹引起的位相误差规律，给出了数字模拟实验结果。     

一种新的莫尔条纹法

单色平行光照明全息双频位相光栅,1级衍射的直条纹投射到物体上,在另一相同光栅的1级衍射像中出现莫尔条纹.     

基于线激光扫描的叶片三维型面重构方法

叶片作为航空发动机的核心部件,对整机的安全性和可靠性起着关键性作用．一直以来叶片型面的尺寸、形状精度在加工和检测过程中均有着严格要求．为此,本文提出一种基于线激光扫描的叶片三维型面重构方法．首先,基于研制的叶片四轴检测装置,结合线性编码器与线激光传感器实现了叶片型面的快速扫描与数据采集．然后,提出基于叶片基准面几何特征的多视场扫描数据拼接方法,完成了叶片型面的高精度重构．最后,以典型叶片为实验对象进行型面重构实验,并将重构数据与三坐标测量结果进行对比．结果表明叶片截面轮廓的平均偏差在0.040mm以内,标准差小于0.028mm．验证了提出的叶片型面重构方法的精确性与可行性．     

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.     

彩色结构光π相移傅里叶变换轮廓术的研究

对三维测量系统中使用的光栅进行编码时,将红、绿、蓝三个分量的灰度值均按余弦曲线分布,且三分量间有2π/3的相位间隔,形成颜色渐变的彩色光栅,再将该光栅投射到被测物体上。图像采集装置采集到的是受物体高度调制后的变形光栅,利用傅里叶变换轮廓术对变形光栅的三个分量分别处理,计算出三组被测物体的高度数据,然后对这三组数据进行平均。仿真结果表明彩色光栅投影方法可以得到被测物体的表面高度信息。     

利用光栅位移传感器实现自由曲面的自适应跟踪测量

针对非接触自由曲面测量中激光位移传感器的非线性误差问题,设计了基于LabVIEW的光栅位移反馈系统,其采用调用动态链接库的方式完成数据采集.通过对反馈系统的线性度和回程误差进行实验分析,结果表明,该方法能够实现自由曲面的自适应跟踪测量,可保证激光测头跟随被测曲面的轮廓上下调整,使传感器工作在线性测量范围内.     

全息光栅干涉法测量曲面形貌的理论研究

基于光栅原理，提出一种可用于任意曲面形貌测量的全息光栅干涉的新方法，给出了光学原理实验系统，系统中采用拟氖激光不光源，反射型柱面全息衍射光栅为标准器，并用计算机软、硬件对光栅信号进行细分处理。实验表明，系统可获得较宽的动态范围和较高的分辨率，可用于测量曲面形貌。     

全息光栅干涉法测量曲面形貌的理论研究

基于光栅原理，提出一种可用于任意曲面形貌测量的全息光栅干涉的新方法，给出了光学原理实验系统，系统中采用氦氖激光为光源，反射型柱面全息衍射光栅为标准器，并用计算机软、硬件对光栅信号进行细分处理．实验表明，系统可获得较宽的动态范围和较高的分辨率，可用于测量曲面形貌．     

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.     

基于小波变换的投影光栅条纹分析

投影光栅条纹相位法通常用于三维物体形貌的测量.采用小波变换直接提取单幅光栅条纹图像的相位分布,不需要进行相位展开,即可得到物体表面轮廓.给出了小波分析应用在空间载波光栅条纹相位分析中的理论推导证明、计算机模拟以及实验验证结果,讨论了小波分析的抗噪能力,证实了该方法的可行性.     

十字激光线扫描立体匹配算法

为研究相交曲线的立体匹配方法,提出了一种基于十字激光的手持式扫描系统的立体匹配算法.该系统首先通过激光发射器投射的十字激光线对被测物体进行扫描,然后通过计算机处理投射激光线图像,从而获得问题的三维信息.为实现在世界坐标系下对扫描的刚体转换进行估计.利用八点算法求出两个相机之间的基本矩阵,再求出十字激光线上的对应匹配点,最后利用三角原理和曲面微分几何的相关知识对十字激光线进行三维提取.经实验验证,该算法有效地解决了匹配点求取错乱的问题,提高十字激光条纹的匹配效率.     

基于数字图像处理的非接触式液位测量方法

根据激光定向投射原理,使用有固定夹角的两激光发射器对待测液体进行投射并拍照,利用激光光束与液面所形成的三角形底边边长与液面高度间的几何关系实现非接触式液位实时测量,并在实验环境进行了实验验证,最大绝对误差为0.23,cm.     

光栅衍射条纹法测量平面的倾斜角度

本文提出了一种光栅衍射条纹法,该方法同时适用于小场景和大场景的三维形貌测量,并且使用光栅衍射条纹法测量平面的倾斜角度,通过实验证明该方法可行.     

利用半导体激光衍射条纹测丝径和缝宽

根据惠更斯-菲涅耳原理,导出了衍射物尺寸与光波长、衍射距离、条纹级数和条纹偏距的参数方程,分析了半导体激光衍射条纹的光强分布规律,依此进行了实验验证。结果表明：可以利用半导体激光衍射条纹测量丝径和缝宽,测量值的准确度相当高,从而拓展了一种测量丝径和缝宽的新方法,为光学实验的创新教学提供了理论依据。     

用激光流速计进行多点流速测量

非定常流中流速分布及湍流中欧拉空间关联函数都需要同时测量各空间点的速度作为时间的函数。为此,我们从理论上研究了四种不同的多点激光流速计方案,它们分别是:1.平行光束装置,2.单光束——光栅装置,3.单光束——双狭缝装置,4.平行光束——光栅装置。经比较后知道,单光束——光栅装置的空间分辨率及“不确定性”都优于平行光束及单光束——双狭缝装置。可以利用双光束——光栅装置测量欧拉空间关联——侧向及纵向速度关联。我们已在平行光束装置上作了大量实验,得到相距2.5mm的二点A和B的平均流速及湍流强度。     

光栅常数测定实验中谱线不等高现象的分析

利用分光计进行的光栅常数测定实验,当光线垂直于光栅表面入射时,若光栅刻痕与狭缝不平行,将导致衍射谱线不等高现象.我们对这种情况下产生的衍射谱线不等高现象进行了理论分析,并推导出衍射谱线偏离零级条纹的相对距离表达式,同时讨论了此现象对测量光栅常数造成的影响.