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。     

相位测量轮廓术中一种快速的系统标定方法

传统的系统标定和相位测量是分开进行的,所测量的是物体相对于参考面的高度.提出一种快速的系统标定方法,用块规代替传统方法中由机械移动装置控制的标准平面,在块规表面采样标定点完成系统标定,实现系统标定与待测物相位测量的同步进行;当待测物支撑面与参考面不重合时,依然能准确测量物体相对支撑面的高度.对一高度为14.00 mm的立方块测量的结果显示,当其支撑面相对参考面发生纵向移动或倾斜时平均相对误差不高于1.35％,均方差小于0.15 mm.该方法简化了标定过程,在实际应用中更具普适性.     

结合二维信息的PMP三维测量相位展开方法

在基于光栅投影相位测量轮廓术的电子贴片安装印刷锡膏质量三维检测中,阴影、噪声和在线检测的快速性要求都使传统相位展开方法不能满足需要.结合该应用的实际工程条件,根据二维图像信息,可以改进相位展开方法:在测量对象平滑的区域,用基本原理法进行相位展开;在阴影、边界区域和三维异常的情形,分别采用质量图导向法和最小二乘法进行相位展开.实验证明该方法既保证了PMP包裹相位的正确展开,又提高了处理速度.     

一种具有宽松约束的相位—高度映射算法

为了提升PMP测量系统的测量精度以及放宽该系统搭建的约束条件,提出一种新的具有宽松约束的相位测量轮廓术相位—高度映射算法.这种算法既不要求投影装置光心和成像装置光心的连线平行于参考平面,也不要求投影装置的光轴与成像装置的光轴共面,只要保证成像装置光轴垂直于参考平面,即可实现相位—高度映射.本文详细推导了该算法的数学模型,发现当投影装置光心与成像装置光心的连线不平行于参考平面时,相位—高度映射不仅与三维测量系统的结构参数有关,还与参考面的相位分布有关.由于在实际测量中难以保证投影装置光心与成像装置光心的连线严格平行于参考平面,因此所采用的新的相位—高度映射算法是实际测量系统的真实反映,也使系统更易于搭建.实验结果表明:本文所提算法进行测量的平均绝对误差和均方根误差最大不超过0.031 mm和0.040 mm.该算法拓宽了搭建测量系统时的约束条件,使得光路更易于实现.实验验证了该算法的有效性,表明所提算法的精确性和可重复性均优于传统算法.     

小波消噪在三维测量轮廓术中的应用

在测量轮廓术中，噪声的影响会给测量得到的光强数据带来误差，通过带有误差的光强数据恢复出来的物体轮廓数据也有误差，而且，较高的噪声会上轮廓术中的相位解包裹算法失效。文中提出先利用小波进行前期处理，消除去噪声，再进行恢复其轮廓。计算机模拟结果表明，和传统的频域滤波相比，应用小波消噪的方法可以使相位误差在为减小，相位解包裹算法的稳健性得到了大大增强。     

相位轮廓术中拼接技术的应用

拼接技术是相位轮廓术测量中的关键技术,阐述了拼接技术的两种应用,一种是测量大件物体时的传统应用,即通过将不易于拍摄的大件物体分成易于拍摄的小块分别拍摄,然后通过拼接技术将所有的小块图像拼接在一起从而得到整个大件物体的三维图像.另一种是拼接技术的一种新的应用,即在测量中通过在物体边缘设置标志点.采用旋转物体后两次测量的方法来消除一次测量带来的阴影及条纹错位的影响.     

基于三维测量技术的相移微动装置研究

本文介绍了相位测量轮廓术的基本原理，根据相位测量轮廓术中相位调制的原理提出了一种实现光栅精确相移的新装置，该套相移微动装置主要由步进电机控制器、驱动器、步进电机、螺旋测微头等部件构成．通过对步进电机控制器编程实现了相位调制的自动化．     

基于小物体的LCD数字相移条纹投影轮廓测量

采用数字相移条纹投影技术,利用计算机生成具有高对比度和较高亮度、并有一定相差的正弦条纹,用数字投影仪将这些条纹图依次投射到被测物体表面,相位移动由软件控制,这一过程即实现了数字相移投影,避免了传统相移带来的各种误差.可以根据不同尺寸的面形确定最优的投影条纹,使得系统适应性强,操作简单,并能得到较高的测量精度.实验证实可实现小物体面形自适应测量.     

相位测量轮廓术中计量信息的最佳采样方式

通过将计量场强度分布表达为傅立叶形式，导出了简明的相位测量轮廓术（ＰＭＰ）相位求解式，并根据最小二乘原理论证了步进式相移实现的ＰＭＰ的最佳采样方式，实验结果表明，最佳采样方式为等间距满周期采样。     

双参考面FTP法测量弹痕轮廓

针对头盔上弹痕的三维轮廓测量,提出了采用基于双参考面的条纹投影傅里叶变换法．改变一般测量中只选择一个平面作参考面的做法,引入无弹痕时的头盔表面作为测量的第二参考面,克服了单平面参考面测量时的信息丢失,保证了准确性．测得了弹痕的实际三维轮廓．实验证实了其正确性,精度可达0.1mm．     

L1-norm method for multi-baseline InSAR phase unwrapping

Multi-baseline phase unwrapping is a critical processing procedure of multi-baseline synthetic aperture radar interferometry (InSAR). However, it has a disadvantage that it is not robust to noise. In order to solve this problem, in this paper, an L¹-norm based single-baseline phase unwrapping method is proposed. By using the L¹-norm optimization model, the relation among interferograms obtained by multi-baseline InSAR is combined in the conventional signle-baseline L¹-norm phase unwrapping optimization model with this algorithm. Finally, simulated experiments demonstrate that this method has a better accuracy on phase unwrapping results and that it can be applied to measuring the complex terrain.     

干涉SAR相位解卷绕中斜坡畸变校正的迭代算法

在干涉SAR中 ,对于一个卷绕的斜坡相位函数 ,基于最小二乘的方法由于不相干噪声的存在使得斜坡相位的恢复发生畸变 .利用迭代加光滑的方法使得每次对一个斜坡度较小的相位斜坡进行解卷绕 ,进而对畸变进行校正 ,仿真结果表明该方法能较好地校正斜坡畸变     

枝切法与曲面拟合结合的InSAR相位展开算法

为了解决干涉合成孔径雷达(InSAR)相位被缠绕的问题,提出了一种基于枝切法与曲面拟合的合成相位展开算法.这种算法针对干涉相位图中不同质量的区域采用不同的展开策略,首先利用枝切法准确性高的特点展开高质量区域的相位,然后利用曲面拟合的方法对低质量区域的相位进行拟合,最后利用遗传算法对拟合函数进行修正来获得最终的展开相位.仿真实验和实测数据表明,该方法很好地克服了枝切法的"孤岛现象"和最小二乘法存在相位坡度欠估计的情况,且比其他方法的精度高。     

一种局部频率估计的区域生长相位展开方法

提出了一种干涉SAR相位展开算法,该方法假设局部展开相位为理想平面,利用最大似然频率估计器估计出局部频率,并结合已展开的相位,共同推测出局部区域中心像素的展开相位;该方法整体上采用区域生长策略,由高质量的区域逐步向低质量的区域进行相位展开,最大限度地减少了误差传递.     

InSAR图像的最小范数法相位解缠研究

推导了L2最小范数相位解缠法的实用计算公式,应用L2最小范数相位解缠递推算法对 InSAR图像进行了计算处理,将L2最小范数相位解缠法的计算结果与Goldstain枝切法相位解缠法计 算结果进行对比分析。结果表明,最小范数相位解缠法具有收敛快、计算结果精度高等优点。经过6次 递推后,获得与Goldstain枝切法基本相同的结果。最小范数相位解缠法出现残差点较Goldstain枝切 法少,图像较Goldstain枝切法光滑。     

一种超大规模干涉图的相位展开方法

针对超大规模干涉图相位展开消耗计算机内存资源多和执行时间长的问题,提出了“分而治之”的方法．将整个数据划分成可单独操作的子数据块,利用一致性好且误差传递较小的相位展开方法独立地展开每一子块;通过求解加权边缘连续的代价函数极值,对子块处理结果进行整体拼接;最后平滑内插非相干区域．仿真和实测数据实验结果说明:该方法能够有效地解决超大规模干涉图的相位展开问题,且相对于整体处理仍然保持了较高的相位展开精度．     

多波段InSAR的CRT相位解缠方法

对于InSAR系统,当波长较长时,干涉图条纹频率较低,相位解缠容易,但反演的高程精度较低;而当波长较短时,干涉图条纹频率较高,相位解缠困难,但反演的高程精度较高.为了充分利用多波段InSAR干涉相位之间的互补信息,设计了利用中国余数定理的多波段InSAR相位解缠方法,采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠实验,得到了理想的解缠结果,成功解决了因地形起伏较大或基线较长而引起的干涉相位欠采样处的相位解缠难题.     

一种提高谐波相位检测精度的方法

根据研究“电弧炉对电网的影响机理及对策”时相位检测精度的同题，提出了提高谐波相位检测精度的解决方法。在分析过零鉴相法进行相位测量存在不足的同时，论述了采用平均相位误差的方法来提高测量精度的基本理论与分析过程，并给出了电路实现的具体方法与波形分析，最后指出了使用该方法时应注意的同题。     

A new method of phase measurement based on optimization

０　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｗａｙｓｏｆｐｈａｓｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｕｂｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ．Ｂｙａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｍｅｔｈｏｄ,ｔｈｅｐｈａｓｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅ...     

天线相位中心的精确测量方法研究

以天线相位方向图实测数据为基础,通过改变参考点,建立相位偏差与相位中心位置偏差的关系式,并利用最小二乘法估算天线相位中心偏差．研制了一套实际测试系统,通过实际测试和理论误差分析表明,该方法能够精确测量天线相位中心,测量精度小于1mm．