采用双频光栅投影的快速傅里叶变换轮廓术

傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术：从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效波长的两组截断相位,先展开对应于低频的低精度截断相位,并以此为参考,根据双频光栅两个频率之间的关系,展开对应于高频的高精度相位。经过模拟比较,在误差范围内比传统方法恢复的图形有了较大的改善,相对误差率由2．26％下降到1．79％。     

采用标记条纹跟踪的冲击过程三维轮廓术

针对在冲击、爆轰等快变化过程的三维轮廓术中,CCD拍摄速度低于物体的运动速度而导致对动态条纹的时间采样不足和物体表面发生破裂而分成数块的动态过程,提出一种采用标记条纹进行跟踪的动态过程三维轮廓术.以傅里叶变换轮廓术为基础,通过采用标记条纹进行跟踪锁定变形条纹中同级次条纹的变化以及Gerchberg迭代算法在破裂区域迭代生成伪条纹,对破裂表面分块进行处理,有效地解决了在快变化动态过程的三维重建中因时间采样不足和条纹断裂对三维相位场的展开所带来的问题,获得了物体正确的面形分布.实验证实了此种方法的正确性.     

基于光栅条纹强度分析的自动三维面形测量

通过对光栅条纹强度的分析，研究了一种自动三维面形测量技术。对发散照明所产生的光栅图形强度进行分析并得到被还原的相位。由于测量中只需一幅图象，因此该技术既简单又具有测速度快，精度较高的特点。文中还给出了理论模拟和实验结果。     

气球快速泄气过程动态面形测量方法

提出一种气球快速泄气过程中动态三维面形的测量方法。用正弦光栅投影到处于快速泄气 过程中的气球表面,使用高帧频CCD获取随时间变化的一系列变形条纹,再采用傅里叶变换轮廓术的方法进行处理,能再现气球快速泄气的整个变化过程。该方法为诸如爆轰、膨胀和萎缩等相关领域的动态过程的研究提供了一种新的方法。     

非整数倍双频光栅投影的相位测量轮廓术

采用整数倍双频光栅投影的借助低频相位导向的双相位图成整数比例相位展开方法不可避免误差积累传递,由此提出了一种采用非整数倍双频光栅投影的新光学三维传感方法。非整数倍双频光栅条纹投影到物体上,两相位同时分别以特定相位间隔增长,CCD依次获取16帧变形条纹图,通过这16帧条纹图的强度,可有效地分离出两组受物体调制的对应频率变形条纹的截断相位。利用两组截断相位关系,进行绝对相位展开,避免相位展开中误差的传递,较好地重建了被测物体的轮廓。计算机模拟试验结果证实,该方法与采用整数倍双频光栅投影相比,测量高度为105mm的同一不规则物体时,标准偏差由0.821mm降低到0.760mm。     

双色正弦投影傅里叶变换轮廓术方法研究

提出双色正弦条纹投影方法来提高 FTP 的测量范围并保持其实时特点。只需采集一帧双色变形条纹,从中分离出两个有 π 位相差的分量,通过背景和对比度校正,得到一帧消零频的变形条纹图,并且自动生成物体轮廓的二元模板。此模板结合调制度信息相可以生成可靠性模板,指导相位展开,避免物体轮廓以外相位展开误差的传递;结合参考条纹可以完成变形条纹的扩充,提高频域的分辨率。     

动态傅里叶变换轮廓术实现路面形变快速检测

公路表面的三维结构对于判断公路路面破损状况具有重要的意义。基于光栅投影的傅里叶变换轮廓术将物体的高度信息编码在投影到待测物面上的正弦条纹的形变信息中,可以实现对物体的垂直测量。探讨了傅里叶变换轮廓术在高速公路路面面形测量-动态实时系统中的应用,提出了利用自适应标准模版匹配,基于特征图像识别的方法,分选破损的公路路面,从而实现对高速公路路面形变的快速实时检测。     

基于条纹反射的镜面测量及三维重建算法分析

本文详细介绍了依据条纹反射术测量镜面,类镜面的原理和方法,分析了经由梯度数据重建三维面形的主要算法和关键问题.通过计算机模拟和波面实际测量,对十字路径积分法、傅里叶变换积分法和区域波前重构法三种主要算法的重建精度进行了对比研究.研究表明:区域波前重构法不但对高频噪声有较强的抑制作用,同时也可以处理复杂的连通区域和非等间距分布梯度数据的复杂情况,因此更适用于基于条纹反射术的波面测量.     

一种提高光栅投影轮廓术精度的方法

在光栅投影三维轮廓术中,直接条纹位移分析法存在着垂直条纹方向分辨率低的缺点。在分析产生低分辨率原因的基础上,提出移物法,该方法通过多次移动物体来提高测量的采样精度。测量结果表明,在不提高对光栅投影系统的要求的情况下,对物体移动N次分别进行测量,每次移动的距离为条纹宽度的1/(N 1),这样就可以使得测量精度提高N倍。     

采用液晶编码光栅的物体形貌测量新方法

提出一种基于液晶编码光栅和立体视觉技术实现物体形貌测量的新方法。该方法利用液晶显示的可控特性,按照预设编码方案,由计算机控制编码光栅的变换,产生足够的测量特征点,其突出优点在于编码变换无机械运动。根据液晶显示的特点,设计了二分值空间编码设计方案;基于立体视觉三维测量模型,提出了高精度立体视觉现场标定方法。标准平板平面度测量实验中,采用上述方法实现平面度测量精度为0.592mm。     

基于调制度位相展开的三维面形测量及其可视化

在三维面形测量中，对复杂面形的处理位相展开仍然是十分困难的，所以极大地限制着测量精度和测量系统的自动化程度。通过多次实践，提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板，并按调制度进行位相展开的方法。实现了频谱面的数字加权滤波，进一步对条纹质量进行分类排序。在不影响位相精度的情况下，保证了位相展开的可靠性，避开了复杂的极点连接工作，节省了处理时间。最后笔者给出了一个实验，实验结果证明了方法的可行性和有效性。     

基于相位法的三维面型测量及曲面重建技术

文中采用相位法对三维面型测量和曲面重建技术进行了探讨,实现了三维信息获取和曲面重建的方法。该方法是用非相干光源投射的虚拟光栅和 CCD 摄像机构成的视觉系统对物体进行一次扫描获取物体表面的三维测量数据,这些数据经过处理后转换成*.ibl 文件,借助于 Pro/Engineer 软件重建三维物体表面。该方法快速、简便,适合于实时测量、加工,同时可实现测量、处理、加工的一体化,从而为反求工程的发展提供了一个很好的新方法。最后给出了实验,实验结果证明了方法的可行性和有效性。     

Hybrid method combining orthogonal projection Fourier transform profilometry and laser speckle imaging for 3D visualization of flow profile

This paper reports a straightforward technique for three-dimensional (3D) visualization of a flow profile by a hybrid algorithm combining Fourier transform orthogonal fringe projection and laser speckle imaging techniques. The use of orthogonal projection aims to suppress the zero order allowing surface reconstruction with high spatial resolution and accuracy while analyzing the intensity fluctuations of diffuse backscattered laser light providing 2D flow information. Once both are achieved, 3D flow visualization can be displayed. The method is experimentally validated first with a plastic tube filled with scattering liquid (milk) running at various controlled flow rates and then with the tube embedded under scattering layers (chicken breast) of varying thickness. The system includes a single, common camera, a commercial projector (profilometry channel), a laser light source (flow channel), and a computer station. In addition, orthogonal projection processing was combined with Hilbert transform, increasing the visualization and resolution of the measured flow profile.