基于相位信息的三维视觉测量技术研究

随着三维视觉技术广泛应用于类镜面测量,对其精度的要求也日益严苛.基于相位信息的三维视觉测量技术,向被测物表面投影条纹光,然后获取经被测物表面调制后的图像,解调出待测物的相位信息,进而重建物体三维信息.通过论述相位测量轮廓术(PMP)和相位测量偏折术(PMD)的原理和检测流程,分析出该检测系统的误差来源.重点论述了4种P...     

面向结构光三维测量的相位展开技术综述(特邀)

结构光三维形貌测量方法越来越多地应用于逆向工程、航空航天、生物医学、文物保护等领域。相位展开作为结构光三维测量中的一个关键环节对测量精度、速度和可靠性起着决定性作用。文中综述了相位展开技术的基本原理、国内外研究现状、各类方法的优缺点和未来发展方向。首先根据相位展开计算方法不同，将现有的用于结构光三维形貌测量技术的相位展开技术分为以下四类进行详细的介绍：时间相位展开技术、空间相位展开技术、基于深度学习的相位展开技术和其他相位展开技术；然后详细比较了各种技术的优缺点；最后总结了相位展开技术的特点并展望了该技术的未来研究方向。基于文中综述的内容，研究者们可用于了解各类相位展开技术的原理与进展，进而根据不同方法的特点对比结合应用需求和测量条件选择最有效的相位展开技术，实现三维形貌的精确测量。     

深度学习精确相位获取的离焦投影三维测量

数字光栅投影三维测量技术,通过离焦投影二值光栅条纹,生成三维测量所需正弦光栅条纹,能够实现超高投影速度,在快速三维测量领域具有极大潜力。但是,二值光栅条纹不可避免地包含高次谐波,导致计算所得相位包含相位误差,进而降低了快速三维测量精度。提出了一种基于深度学习精确相位获取的离焦投影三维测量方法,通过构建含噪声相位到精确相位的端到端深度卷积神经网络,降低高次谐波引入的相位误差,进而实现快速精确三维测量。首先,以理论分析证明所提方法的可行性,并以仿真和实验进一步验证了所提方法的有效性和精确性。与现有快速三维测量方法相比,所提方法在保证测量速度的同时保证测量精度。     

光栅投影相位测量轮廓术在SMT锡膏三维检测中的应用研究

该文研究采用光栅投影相位测量轮廓术实现锡膏三维测量,选择合适的硬件设备搭建了锡膏三维测量实验系统,采用四步相移法进行锡膏三维测量.实验结果表明,该文所设计的锡膏三维测量实验系统采用光栅投影相位测量轮廓术能够重建锡膏三维信息,可以达到锡膏三维检测精度的要求.     

基于远心镜头与曲面屏的镜面三维测量方法

提出了一种基于远心镜头与曲面屏的非连续镜面三维形貌测量新方法，在增加大曲率镜面成像范围的同时，提高了三维数据的测量精度。首先，在显示屏上显示标准正弦条纹图，相机分别记录经由平面参考镜和被测镜面反射的正弦条纹图像。然后，利用四步相移法和最佳三条纹选择法得到对应的相位分布值。接着，与平面参考镜比较，得到经由被测镜面物体表面调制后的相位变化。根据所建立的数学模型，推导相位与深度间对应关系，并对其系统参数进行标定。最后，对大曲率镜面和非连续镜面标准台阶进行了测量，验证了该方法的精度和有效性。     

改进的FIR低通滤波器解调相位的三维面形测量方法

通过对矩形投影光场的光学分析获得参考面上相位分布的解析形式,简化了采用FIR低通数字滤波器解调相位的三维面形测量过程,建立了一个微型计算机自动三维面形测量系统并给出了对实物模型的测量结果。     

光学三维轮廓测量技术综述

三维物体表面轮廓测量是获取物体形态特征的一种重要手段。本文分类讨论了光学三维轮廓测量中所采用的技术，介绍了各种技术的基本原理及特点，并重点描述了以相位测量方法为基础的几种典型光学轮廓测量方法，为今后正确和广泛应用三维传感技术提供了参考。     

条纹投影与相位偏折测量技术研究进展

条纹投影和相位偏折测量术可用于精确地测量待测物面形,在全场光学三维轮廓测量领域具有较好的发展前景。首先,介绍了条纹投影和相位偏折测量技术的基本原理,重点是这两种技术中的相位提取技术、摄像机定标技术等关键技术。其次,对条纹投影和相位偏折测量术这两种测量方法的异同点做了对比。最后,介绍了条纹投影和相位偏折测量技术在提升测量精度和速度方面的发展。为了提升测量精度,主要有校正条纹Gamma效应、提升相位提取精度、摄像机标定精度和相位-高度/梯度标定精度等途径;为了提升测量速度,主要有提升相位提取速度、相位解包裹速度等方法。     

光学形貌测量技术综述

三维物体表面轮廓测量是获取物体形态特征的一种重要手段，分类讨论了光学三维轮廓测量中所用的技术，介绍了各种技术的基本原理及其特点，重点介绍了以相位测量方法为基础的几种典型光学轮廓测量方法．     

多阶段深度学习单帧条纹投影三维测量方法

深度学习的应用简化了数字条纹投影三维测量的过程,在传统数字条纹投影三维测量技术条纹投影、相位计算、相位展开、相位深度映射的流程中,研究者们已经成功证明了前三个环节以及整个流程结合深度神经网络的可行性。基于深度学习,PDNet (Phase to Depth Network)神经网络模型被提出,用于绝对相位到深度的映射。结合多阶段深度学习单帧条纹投影三维测量方法,通过分阶段学习方式依次获得物体的绝对相位与深度信息。实验结果表明,PDNet能较准确地测量出物体的深度信息,深度学习应用于相位深度映射步骤具有可行性。并且,相较于直接从条纹图像到三维形貌的单阶段深度学习单帧条纹投影三维测量方法,多阶段深度学习单帧条纹投影三维测量方法可以明显提升测量精度,仅需单帧条纹图像输入即可获得毫米级测量精度,且能适应具有复杂形貌物体的三维测量。     

Investigation on Three Types of Residues in Phase-unwrapping

In phase unwrapping, how to control the residues and cut-lines is critical to unwrap ill-state wrapped phase map successfully. Some new concepts in phase unwrapping field are proposed. Firstly, the residues in three types, I.e., singular residues, normal residues and virtual residues, are classified, which leads to some rational unwrapping paths. Secondly, some differences between cut-line and curved-line are analyzed. And finally, experiment is carried out to compare our new enhanced Goldstein algorithm with the original Goldstein algorithm.     

高速目标解调频处理的相位特性及其补偿

对宽带回波进行解调频(Dechirping)处理是降低信号处理带宽的有效方法,但该方法会带来残余相位。在目标高速运动的情况下,解调频处理和目标运动产生的残余相位对二维成像的影响不可忽略。该文推导了高速目标解调频处理的相位特性,分析了各项相位因子的性质,提出了残余相位的补偿方法,进一步分析了影响补偿精度的因素,并根据残余相位特性提出了一种新的补偿方法:利用包络对齐估计相邻回波的残余相位差,达到精细补偿的目的。仿真结果表明理论和方法的正确性。     

锁相环电路中一种新的相位检测方法

本文介绍了一种新的相位检测方法。它能在1／4信号周期内检测出两个正弦信号之间的相差，其相差由流输出电压的幅度表示，并通过该电压的正负来判别相应相位是超前还是滞后。由于本方法无需使用低通滤波器，其检相时间小于1／4信号周期，因而在响应时间方面的性能大大优于传统的检相器。     

正交鉴相电路及其鉴相精度分析

正交鉴相技术与单片微机数据处理系统相结合,产生了一种新颖的相位检测方案。本文重点讨论影响正交鉴相电路鉴相精度的各种误差因素,给出了计算公式和计算结果。     

X波段360°模拟移相器的设计

介绍了变容管反射式360°模拟移相器的设计,对相位与调制电压的线性关系作了分析。制成的模拟移相器采用计算机辅助设计,使用了超突变结变容管管芯和微波集成电路工艺。在9.3～9.7GHz范围内可获得360°连续可变相移,调相电压20V,线性偏离优于±5％,中心频率上的偏离优于±3％,插入损牦随相位的变化3dB。     

测量微分相位普遍存在的问题

正确测量微分相位失真对视频信号的产生、编辑和传输都非常重要。介绍了微分相位的一般测量方法,指出微分相位测量中普遍存在的问题,通过分析提出了使用仪器进行微分相位测量的正确方法。利用该方法,不仅能够给出对应于彩色图像质量的正确微分相位失真值,而且通过测量过程还能够了解被测网络相移特性的真实质量情况。     

基于双谱的谐波信号相位重构

本文提出了一种基于双谱分析的谐波信号相位精确重构方法.该方法通过在被测信号中加入一相位为零的半基频信号,并对该合成信号进行双谱分析,实现了被测信号的相位精确求解,解决了已有基于双谱的信号相位估计方法中所存在的相对相移问题.仿真结果验证了该方法的有效性.     

Novel 360° 3D Profilometry

A new method of 360° turning 3D shape measurement in which light sectioning and phase shifting techniques are both used is presented in this paper.A sine light field is applied in the projected light stripe ,meanwhile phase shifting technique is used to calculate phase of the light slit.Thereafter wrapped phase distribution of the slit is formed and the unwrapping process will be made by means of the height information based on the light sectioning method.Therefore phase measuring results with better precision can be obtained .At last the target 3D shape data can be produced according to geometric relationships between phases and the object heights.The principles of this method are discussed in detail and experimental results are shown in this paper.     

改进的逆合成孔径雷达相位基准选择方法

本文提出了以雷达回波相位信息为依据,选择逆合成孔径雷达运动补偿的相位基准的准则。利用外场实测数据,成功获得了真实波音飞机的雷达图像,证明了准则的优越性。     

Phase change materials and their application to random access memory technology

Phase change materials can exist in two different phases, the amorphous and the crystalline phase, which exhibit distinctly different physical properties. It is possible to repeatedly switch the state of these materials, from the amorphous phase to the crystalline phase by heating the material above its crystallization temperature, and from the crystalline to the amorphous phase by melt-quenching. Phase change materials have been utilized very successfully in all modern optical re-writable storage media such as CDs, DVDs and Blu-ray disks. Recently, they have also been applied to solid-state memory devices where their large difference in electrical resistivity is used to store information. This paper reviews the unique properties of phase change materials in particular as they are important for their application to these devices.