表面三维形貌测量及其评定的研究

对表面三维形貌测量技术展开了较为全面的研究,测量过程由相移,采样,相位提取及数据处理等部分组成．整个测量系统采用激光为干涉光源,CCD为图像传感器,压电陶瓷提供微小位移,通过图像采集卡将干涉条纹采集到计算机内存．文中采用上述理论对标准样块进行了测量,计算机得到表面三维形貌图,根据建立的基准面分离出粗糙度信息,并由给出的参数评定数学模型,编制出合理的软件,计算出零件表面的三维参数．最后给出实验结果和分析,并提出下一步研究工作的设想．     

一种应用相移法的三维形貌测量方法

为了测量物体的三维形貌,通过投射正弦光栅,采用四步相移法求得包裹相位;运用质量引导路径解包裹方法对包裹相位进行解包裹处理,得到正确的相位值;最后通过三维重建获得物体的三维形貌。用人脸面具进行试验。结果表明:通过该方法能正确、清晰地呈现所测物体的三维形貌特征。     

物体三维表面形状的自动化测量

介绍了一种三维物体表面形状的测量方法。传统的投影栅线(或云纹)法与相移法结合被用于三维表面形状的测量。由投影仪投影一束空间周期性分布的光学条纹至物体曲表面时,在物体表面可见到被其曲表面调制了的变形的光学条纹,它由计算机连接的高分辨率的CCD摄像机记录,在投影仪内的光栅由计算机控制移动数个位置,得到相应的光条纹分布的图像,这些图像的光强经过运算后可以得到一个相位图,当它与参考平面上的规则相位图相减时,则可以得到物体表面形状。     

简谐波运动理论在物体曲面形貌测量中的应用

在物体曲面形貌非接触式测量中，传统的N步相移技术在实施测量时必须采用精密的移相装置，以获得定步长的相移步进值。当存在相移步进偏差时，就不能够准确的解调出相位．针对这种情况，本文在分析简谐波运动的基础上，提出了一种通过点测量的方式提取相移光栅实际相移量方法，同时提出了一种基于非定步长的相移相位恢复算法；实验结果表明：通过该方法获取的相移步长的精度达到纳米级，利用该非定步长算法能够准确的解调出相位，降低了对移相装置的精度要求，大大提高了测量系统的精度和自动化程度。     

简谐波运动理论在物体曲面形貌测量中的应用

在物体曲面形貌非接触式测量中,传统的N步相移技术在实施测量时必须采用精密的移相装置,以获得定步长的相移步进值,当存在相移步进偏差时,就不能够准确的解调出相位.针对这种情况,本文在分析简谐波运动的基础上,提出了一种通过点测量的方式提取相移光栅实际相移量方法,同时提出了一种基于非定步长的相移相位恢复算法;实验结果表明:通过该方法获取的相移步长的精度达到纳米级,利用该非定步长算法能够准确的解调出相位,降低了对移相装置的精度要求,大大提高了测量系统的精度和自动化程度.     

光学投影式三维形貌测量技术

技术开发单位北京理工大学技术简介光学投影式三维形貌测量技术是一种非接触、高精度、快速获取被测物体三维形貌的技术。基于该技术开发的测量系统由硬件和软件组成:硬件部分包括小型化条纹投射装置、高分辨率数字CCD相机和控制电路等;软件部分由北京理工大学自行编写,具有仪器控制、图像采集、分析和可视化等功能,并嵌套采用了相位解包裹专用算法。     

三维加工表面形貌等方性评定的研究

本文基于分形几何理论，提出了一种三维表面微观形貌的等方性（各向均匀性）评定方法，并通过实验表明，精车加工表面形貌是不等方性的。     

基于二进制编码结构光的三维形貌测量系统及其标定

建立了一个基于二进制编码结构光的三维形貌测量系统,推导了测量系统的物象关系式,并对测量系统进行了标定。在对编码投影光平面的标定过程中,提出利用代数射影几何中的交比不变原理对其进行标定的方案,并论述了标定原理。然后,结合系统的整体标定方案,设计了实验靶标,进行了标定实验,并生成了若干编码投影光平面的标定结果图像。     

磨粒三维表面形貌获取技术的研究

在磨粒分析研究领域，磨粒二维特征研究已经比较成熟，但是根据二维图像无法准确获取磨粒表面的三维形貌信息，磨粒的三维图像能给研究者提供更完全更丰富的信息，因此，开展磨粒的三维表面形貌研究具有重要意义。欲开展磨粒的三维研究，首要的难题是磨粒表面高度数据的获取。激光共焦扫描显微镜(CLSM)及其图像处理技术的发展为获取磨粒的三维表面信息提供了契机。研究开发了基于Bio-rad Radiance 2000激光共焦显微镜的磨粒三维表面形貌获取技术，结果表明具有良好的应用效果。     

公路放样测量三维坐标计算程序设计与开发

介绍了公路放样计算三维坐标编程的设计与开发,并对一次输入一个单曲线数据和一次输入多个曲线数据编程进行剖析,实现一次输入多个单曲线起算数据,可进行曲线的任意左、中、右桩三维坐标计算并显示,达到一个合同标段的所有曲线起算数据只需要一次输入。充分挖掘计算器的潜力,实现向无纸化作业迈进。     

三维面形位相测量轮廓术的研究

研究了物体三维面形对正弦光场的调制机理和位相测量轮廓术（PMP）基本原理，同时探讨了PMP的关键技术-相位去包裹的实现方法，在此基础上，开发了基于微机的全套应用软件，并以一个典型的复杂三维面形硬币为例，采用四步相移技术进行了实物测量，获得了较为满意的结果，实现了高精度、无接触的三维面形测量。     

双频投影栅线法物体轮廓测量技术研究

在光学投影栅线法测量物体三维轮廓理论的基础上,本文提出了双频投影栅线法物体轮廓测量技术,通过两种不同频率的光栅投影图,能够直接得到包含物体高度信息的绝对相位值,能够实现具有陡峭边沿物体的测量,实验结果表明,利用该方法能够显著提高物体轮廓测量精度.     

基于改进解释树的三维物体分类

为了实现对未知三维物体的分类,提出了一种基于改进解释树的三维物体分类方法,将未知物体分到一组预先定义的物体类中.在该方法中,提出了一组新的、完善的三维物体形状特征及对应的约束,定义了有效的解释树约束搜索规则,能快速得到待分类物体和三维模型之间的匹配关系;设计了形状相似性度量计算算法,得到待分类物体与三维模型之间的形状相似度.该分类方法能实现多种类型的匹配计算,得到具有模型形状相似度排序的分类结果和未知物体所属的类别.大量的实验结果充分表明了该三维物体分类方法的良好性能.     

基于相移法的复杂表面物体体积测量系统

基于相移法测量原理建立了完整的物体体积测量系统。采用CMOS相机进行图像采集,使用相位差为π2的彩色编码光栅获取三维形貌,通过像素点面积乘以每点的高度,之后将每点对应的体积进行积分,从而得到物体的体积。使用LabVIEW软件作为开发平台进行数字图像处理,LabVIEW支持并行,提高了测量速度。图像处理采用中值滤波,并引入MATLAB软件进行辅助运算。实验结果表明,系统能快捷有效地实现三维形貌的获取,测量体积的相对精度在2.2%以内。     

三原色格雷码结合梯形相移三维测量方法

针对结构光测量系统中采用的格雷码结合正弦相移方法的解包裹效率较低以及求解相位时间较长的问题,提出一种三原色格雷码结合梯形相移的编码方法.采用三原色(红、绿、蓝)格雷码结构光得到强度比周期,再通过梯形相移技术得到强度比主值[0～6],将三原色格雷码与梯形相移相结合得到绝对强度比.仿真结果表明,采用三原色格雷码与梯形相移相...     

基于三维图像特征的上海女性脸型测量与分类

以人体测量学、图像特征学和数理统计理论为基础,确定了5个测量参数作为人脸分类的关键特征参数.同时,利用非接触三维图像测量技术,提取了201例上海女大学生的脸型特征数据,运用SPSS软件进行聚类分析,将上海青年女性区分为8种脸型求得各种脸型所占的比例.     

岩心三维模型形状分布刻画（研究生论坛）

针对形状分布算法和统计特征函数不能有效刻画岩心三维模型的问题,提出了一种岩心形状分布算法。根据边界点对连线与目标相的穿透关系,将形状分布D2距离直方图分类为内嵌、外接、联合三种状态,分别刻画孔隙骨架结构,并利用分类发生频率刻画孔隙骨架分布情况,提取岩心形态特征描述符。在统计足量随机边界点对之后,生成概率分布函数。最后,给出了量化比较岩心三维模型形态相似性的方法。对多组岩样进行了实验,结果表明该算法能够有效提取岩心形态特征,比较各岩心之间的形态相似性,具有比原有形状分布和统计特征函数更为准确的刻画能力。     

3DStudioMAX创建放样对象技术的扩展

３ＤＳｔｕｄｉｏＭＡＸ的三维模型构造是计算机辅助工艺设计的一项极有价值的功能，但它提供的对路径上不同层次截面型的样条数目相等的限制，使之在构造复杂形体的三维模型上受到严重制约 。     

基于数字全息的三维面形测试

三维面形测量一直是质量检测和逆向工程等领域的重要研究课题。基于双曝光数字全息干涉术的原理,设计了数字全息记录测试装置,实现了三维面形的非接触测量;基于双光源法,在物光路采用垂直光轴方向移动透镜的方法,代替了直接倾斜反射镜改变照明光束倾角的方法,实现了对物体面形的不同灵敏度测量。基于相移干涉术的原理,实现了四步数字相移法,省去了压电位移器、位相控制器等硬件,简化了装置,从而实现了数字全息三维面形测试。实验表明,该方法操作简单,测量精度高,并且简化了测试光学系统,其在照明光束角度改变量Δβ=0.0382°时的精度可以达到2μm。     

几种Web3D技术的比较

介绍了Web技术和3D技术相结合的产物－Web3D技术的特点及应用，着重对几种具有代表性的Web3D技术进行了比较，为用户提供了对Web3D技术的选择依据。