傅里叶变换在莫尔测偏法中的应用

本文针对非球面莫尔测偏法提出了采用相移技术结合傅里叶变换进行数据处理的新方法,在对莫尔条纹图作二维傅里叶变换后可获取相应于被测表面高度的相位信息,然后用相移来确定该位信息的正负号,以最终正确重构测表面的三维形貌,对有限宽莫尔条纹图因栅线夹角引起的倾斜项误差要用最小二乘法加以剔除,用该法进行了非球面测量。     

子区域拼接数字莫尔条纹非球面检测的理论分析

利用moire 条纹测量三维物体表面,由于这种方法具有非接触性、自动化程度高、速度快等特点。并且不需要补偿器、辅助镜、全息图等辅助组件就可以实现非球面检测,使其得到广泛的应用。但在测量大口径、高陡度非球面以至离轴非球面时,受到光栅面积、CCD相机分辨能力等因素的限制;存在着一些困难,就此问题,本文提出了利用数字莫尔条纹（结合数字相移技术）进行子区域拼接的非球面检测方法,给出了这种方法的基本原理,阐述了方法的数学实现过程,结果显示子区域拼接数字莫尔条纹法可以作为补偿检验以外的另一种非球面检测方式     

一种基于相移技术的物体表面三维轮廓测量方法

提出一种将阴影莫尔条纹法与相位测量技术相结合的物体表面三维轮廓测量方法 ,该方法利用电磁铁和精密机械部件对光栅进行定位控制以实现精确相移 ,并采用三步相移技术对CCD摄像机采集的物体表面形貌莫尔条纹进行相位解调 ,可有效实现物体表面三维轮廓的高速、高精度自动测量。     

基于莫尔条纹法的船体扭转角测量技术研究

提出用双光栅产生的莫尔条纹测量船体扭转角,对此方法进行实验验证.船体用焦距为550 mm的平行光管模拟,设计微调旋转机构使平行光管产生小角度转动,模拟船体扭转角的产生;两光栅分别安置于两平行光管焦面上,光管相对扭转引起莫尔条纹变化,根据测量原理通过图像的变化求得船体扭转角测量值.给出实验设备布置方案、实验操作原理、实验数据处理的基本思想,及提高数据处理精度的关键问题.对不同的条纹初始宽度做了对比实验,处理结果表明当莫尔条纹越细时.测量精度越低;当莫尔条纹越宽时,测量精度越高,本实验允许的条件下,扭转角最高测量精度达到1.2".     

莫尔条纹测量扭转变形角的方案研究

提出了一种基于双光栅干涉产生莫尔条纹测量扭转角的高精度光学测角方法.为了验证莫尔条纹测量设备间扭转变形精度的有效性,进行了方案设计及实验分析.采用平行光管模拟设备,通过微调机械结构调节平行光管的扭转角来模拟三维物体的扭转变形,在独立的地基平台上进行了方案设计测量实验,并通过实验比较了不同的设计方案.选择的实验方案首先使CCD靶面在平行光管内像面处安装固定,然后采用滤波细化等图像处理方法得到采集到的莫尔条纹的宽度,进而根据条纹宽度变化通过数学模型计算出扭转变形量.实验结果表明,当微调机构使平行光管在±7'的视场内旋转时.该方案可以得到较为清晰的莫尔条纹图像,经过算法处理后,当莫尔条纹宽度为1 615～1 712μm时,扭转角的测量精度为4.3"(3σ).该方法满足了设备间扭转角高精度测量的要求,为提高光电测量设备的测量精度奠定了基础.     

基于LabVIEW和USB摄像头的莫尔条纹测量微小位移

通过LabVIEW软件平台编程实现了计算机采集莫尔条纹的图像移动来测量物体的微小位移。通过编程控制USB摄像头可采集到莫尔条纹的图像。当物体发生微小位移时,通过计算莫尔条纹移动像素点的个数,计算出物体移动的距离。本实验在测量过程中的图像采集和图像处理都是由LabVIEW软件编程来实现实时的动态自动测量。     

基于莫尔条纹测量扭转变形角的方案研究

为了精确检测大型光电测量设备之间的三维变形,提出了基于双光栅干涉产生莫尔条纹测量的一种高精度光学测角方法。采用平行光管模拟设备,通过微调机械结构调节平行光管的扭转角来模拟三维物体的扭转变形,在独立的地基平台上进行测量实验。通过实验比较不同的设计方案,采用使CCD靶面在平行光管内像面处安装固定的实验方案;并采用滤波细化等图像处理方法对采集的莫尔条纹进行处理得到条纹宽度,进而根据条纹宽度变化通过数学模型计算出扭转变形量。实验结果表明,当微调机构使平行光管在±7'的视场范围内旋转时,该方案可以得到较为清晰的莫尔条纹图像,经过算法处理后,当莫尔条纹宽度在1615~1712 范围内时,扭转角的测量精度为4.3"(3 )。该方法满足了设备间扭转角高精度测量的要求,为提高光电测量设备的测量精度奠定了基础。     

基于迈克尔逊干涉仪的斜率与形状测量系统

运用迈克尔逊干涉仪的原理,可以十分容易地建立实时错位散斑斜率测量与条纹投射三维形状测量系统.通过一个压电陶瓷相移器,还能够在错位散斑斜率测量与条纹投射形状测量方法中实现自动相移技术下的相位测量.经过去除噪声、试验结果的计算机自动评价,测量数据的质量明显提高.使用这些技术,比较成功地完成了两项测试实验铝合金蜂窝板结构的内部缺陷检测和牙齿咬合面的形状测量,并给出了相应的实验结果和结论.     

条纹图的图像处理方法

条纹图中的条纹反映了被检测物体的信息,条纹分析技术在全息干涉技术,散斑干涉技术、莫尔技术中起着重要作用。本文研究和提出处理条纹图中条纹的一些方法,并给出了理论分析和模拟实验结果。     

采用Matlab图形系统分析乘法倍频后莫尔条纹信号的波形

采用Ｍａｔｌａｂ图形系统对计量光栅输出的莫尔条纹原始信号进行了计算机仿真,并利用Ｍａｔｌａｂ函数计算、绘制出经乘法倍频后的莫尔条纹信号的波形。通过对仿真结果的探讨与分析,为提高倍频后莫尔条纹信号的质量提供了依据。     

基于DSP的光栅莫尔条纹信号辨向与细分电路研究

简要地介绍了光栅莫尔条纹信号的产生和测量原理，分析了基于DSP TMS320C240的莫尔条纹信号辨向及细分电路的组成及工作原理，通过硬件电路实现对光栅莫尔条纹信号的8细分，较大地提高了工作台位置检测系统的分辨率。     

基于双频彩色光栅投影测量不连续物体三维形貌

为减少多频条纹相移法进行三维形貌测量时的投影条纹数量,提高测量速度, 提出了采用双频四步相移彩色条纹投影技术来准确测量具有台阶状不连续或孤立物体表面三维形貌的方法。利用计算机将高低两种不同频率的正弦条纹分别输入彩色图像的红色和蓝色通道合成为彩色条纹,由数字视频投影仪将四步相移彩色条纹投影到被测物体,然后利用彩色CCD或CMOS相机采集4幅彩色条纹图并存储于计算机中。基于色彩分离技术得到8幅两种不同频率的四步相移条纹图并由图像灰度算法获得1幅反映背景的灰度图像;由低频条纹确定台阶状的物体边缘,高频条纹计算物体的形貌,并通过背景图像的二值化定位阴影和不连续区域。提出的方法仅用4幅彩色图像完成了台阶状不连续或孤立物体三维形貌的准确测量。与现有的多频4步相移条纹投影形貌测量技术需要8~12幅图像相比,该方法有效地减少了条纹投影与图像采集的数量。     

三灰度编码相位展开方法条纹投影轮廓术

为了通过减少条纹投影轮廓术所需投影和采集的条纹图像数量,提高三维测量速度,提出了一种用于条纹投影轮廓术的三灰度编码相位展开方法.投影仪投射5幅条纹图像到被测物体表面,包括三幅正弦相移条纹图像和两幅三灰度编码图像,由相机采集经物体表面调制的变形条纹图.通过相机采集到的三幅变形正弦相移条纹图像计算包裹相位.通过相机采集的三...     

环栅图像的数字莫尔条纹扫描定中方法

提出了数字环栅莫尔条纹扫描方法.该方法不是用实物环光栅与无衍射光的光斑重叠产生环形莫尔条纹.而是先用CCD摄像机将光斑摄入计算机,再与一基本同心的数字环光栅重叠产生环形莫尔条纹.改变该数字光栅的相位,可实现莫尔条纹扫描,用多幅扫描图像可算出光斑图像整体中心.由于利用了整幅图像的数据,该法实现了含噪环栅状光斑图像的亚像素级灵敏度定中心.统计模拟实验证明,它具有良好的抗干扰能力.并介绍了该方法在空间直线度测量方面的应用实验.     

用计算机合成全息图检验非球面透镜

为了测试非球面,提出了一种改进的计算机合成全息图,这种全息图称为倾斜条纹全息图。这种全息图的特点在于倾斜条纹。可通过计算被测透镜的波前偏差来得到每个条纹的倾斜角度。本文分析了与计算机合成全息图有关的一些问题,并通过实验验证了倾斜条纹全息图优越于普通全息图。     

投影条纹法及其在车门把手形貌测试中的应用研究

测试构件形貌可以了解整体结构在工作中的变形信息,可以有目的进行结构的安全预警。为测试构件形貌,利用投影条纹法,采用由计算机软件产生四帧有一定相位差的相移正弦光栅,利用相移技术求解物体相位,实现点对点的运算,无需精密的相移装置。通过车门把手的非接触测试其三维形貌,得到了测试对象的位相图,通过解包裹处理,得到了车把手的三维形貌。表明该方法通过标定后,测量构件三维形貌精度高,易于操作,尤其适合现场监测结构安装前后变形状态。     

角度基准中莫尔条纹细分的研究

在圆光栅用于角度基准研究中采用莫尔条纹的电载波调制电细分,把一对正交的莫尔条纹信号分成20000等分,并可实现仪器的动态和静态测量,还能动态检测光学度盘和圆光栅     

一种新型纳米光栅传感器的理论研究

为了开发结构简单，抗干扰能力强的纳米测量精度光栅传感器，对基于二次莫尔条纹信号的纳米测量精度光栅传感器的测量原理进行了理论分析，通过仿真计算，其测量分辨力可达到5．40〉（10^10-10m，测量精度可达到纳米级。此外，对指示光栅和标尺光栅不平行时对二次莫尔条纹信号质量的影响进行了理论分析和仿真计算。     

利用合成全息图的光学测试

伯奇(Birch)和格林(Green)提出过一种计算机产生合成全息图的程序,本文介绍对此程序的改进。改进了的程序能够相当容易地产生多于500个条纹的全息图,因此,不用补偿光学系统即可容易地测试陡峭的非球面。将平凸透镜轴上以及轴外位置上的非球面波前和全息图的再现波前进行比较,证明了计算机产生的全息图评价非球面的能力。这一比较指出,用精度为±λ/20的全息图可以补偿透镜的波象差。     

成象式莫尔条纹系统中条纹宽度的研究

分析了成象式莫尔条纹系统中光栅轴向调整精度和栅线夹角调整精度对莫尔条纹宽度的影响，探讨了该系统结构参数的选择与设计．