光栅投影测量中点云配准技术的研究

针对在光栅投影测量中运用传统标志点法进行点云配准时点云产生孔洞的问题,提出一种无标志点的配准算法。利用光栅投影法所获点云可显示为距离图像,通过对获取的距离图像的局部曲面拟合,提取曲率特征点。根据余弦相似度和距离相似度得到匹配的特征点对,利用最终得到的匹配点对的几何信息计算初始配准参数,结合最近点迭代算法完成点云的配准。实验结果验证了该算法可以避免在物体上粘贴标志点,自动完成点云的准确配准。     

光栅投影三维测量在逆向工程中的应用

针对逆向工程中的光栅投影三维测量技术的原理进行了阐述，对测量中的关键技术进行了分析，并给出了详尽的算法及实验结果。实践结果证明，这种算法高效、易于实现。     

光栅投影式三维轮廓测量的图像滤波算法

基于光栅投影的三维测量技术,在读取采用正弦编码的光栅图样时,其图像灰度分布应为正弦分布。但由于投影环境的干扰和电荷耦合元件(CCD)的数字采样失真,在编码图样的灰度分布中会存在大量噪声,这将导致在相位恢复时产生误差。本文提出了一种频域滤波优化算法可以解决上述问题,通过仿真和实验证明,该算法明显的提升了光栅投影式三维测量技术的实用性。     

光栅投影相位法三维测量

利用结构光进行三维测量或场景再现是图像处理领域的重要应用,结构光的编码与构造是进行以上工作的基础。文章首先讨论了建立三维测量系统的方法,然后重点介绍了光栅投影相位法实现三维测量的原理与应用方式。通过该方法,实现对较大表面物体的测量与三维重构。     

三维测量中光栅投影条纹边界编码方法的改进

光栅投影法是一种非接触性的快速获取三维物体轮廓的检测方法，此方法一个必要步骤就是对二维图像上的光栅投影进行编码。本文在描述和分析已有的奈纹边界编码的基础上，考虑到工程中的噪声等因素，对原有的边界编码进行了适当的改进，在实际应用中取得了更好的结果。     

基于光栅相位偏折的高反射曲面三维形貌测量

针对高反射曲面零件的三维形貌测量,提出基于迭代的光栅相位偏折测量方法,通过建立相位偏折信息与工件表面梯度和高度的对应关系,采用结合区域波前重构和路径积分的三维重建算法,由梯度恢复被测工件表面形貌.实验结果表明,该方法可实现对大面形或曲率较大的高反射曲面三维形貌的测量,测量范围达到150 mm× 150 mm×20 mm,测量精度约为40 μm.     

基于三维拼接技术的三维测量系统的开发

提出一种利用参考底座对三维数据进行剪裁拼接的新方法并应用于360°三维全场测量.通过对测量算法、控制软件、云台以及计算机串口通信的系列研究,开发出相应的程序和控制硬件,最终建立了采用面结构光照明的、自动化的360°三维形貌测量系统.该系统给工业三维全场测量提供了一个可操作平台,精确度也达到了实用要求.     

图像拼接技术在大尺寸物体测量中的应用

研究利用图像拼接技术把几张有重叠部分的图像拼接成一幅大视角高分辨率图像,应用于大尺寸物体的图像还原。试验几种拼接算法,得到算法运行时间和算法获得的物体特征数目等参数作为算法优劣评价标准。实验表明:对同一幅图像,FAST角点检测算法在31.2967 ms内检测到159个特征点,相比于其他检测算法,具有更快的运行时间和更高的检测精度。     

基于光栅投影和点云体积计算的过度包装检测系统

为了实现商品过度包装的无接触检测,设计了一种基于光栅投影的商品过度包装检测系统;首先利用投影仪和两个高分辨率摄像头,实现物体三维点云的获取,再提出物体点云的包围盒获取算法,计算物体的包围盒体积及三维点云体积,最后根据容积率和空隙率,检测商品包装是否过度;实验结果表明,系统能有效基于点云形状生成包围盒,点云体积计算准确度能达到95%,耗时比广泛使用的Poisson方法明显减少。     

新型三维形貌测量系统SIFT算法改进研究

将测绘领域的三线阵摄影测量原理应用于运动物体三维形貌测量,提出一种基于三线阵CCD的新型三维形貌测量方法。针对新型测量系统获取的三线阵CCD影像同名点匹配问题,研究了常用的影像匹配算法,并选用SIFT匹配算法。由于传统SIFT匹配算法处理大尺寸图像耗时长、提取匹配点数少等不足,对算法进行优化,并提出基于新型大尺寸三维形貌测量系统的匹配搜索策略,确定最优匹配阈值,最后通过对比实验进行验证。实验表明,改进的算法能够解决匹配影像视角变化等问题,缩短算法处理时间,增加匹配点数,提高算法性能。     

三维光栅位移测量系统的硬件设计与实现

为了检测机床刀具的三维位移、实时显示刀具的进刀量,提高工件的加工精度,研究并设计了一种基于光栅位移传感器的高精度三维光栅位移测量系统。分析了光栅位移传感器的测量原理,介绍了该系统的硬件设计,设计了光栅位移信号细分辨向电路、主控电路、显示电路及控制电路,制作了系统电路样板,搭建了实验系统并对系统进行了实验。实验结果表明:硬件电路工作正常,系统运行稳定、测量精准,可满足机床高精度测量的生产需求。     

三维空管自动化系统投影技术研究

新一代空中交通管理系统的核心任务是对飞行器的四维航迹进行管理,而实现四维航迹有效显示的重要途径之一为三维透视投影技术。针对空管自动化系统的实际需求,求得三维空间透视投影的旋转矩阵及投影矩阵,给出一种新的投影算法,并结合三维地图软件对实际飞行器的标牌显示进行实验。实验结果表明所提出的方法可以实现三维空间到二维投影面的变换,是一种有效且可行的三维空间透视投影算法。     

群聚型容栅测角传感器

该系统利用 36 0°封闭特点 ,全周提取信号 ,实现全方位补偿 ,将容栅系统的影响限制到最小 ,同时对极板装置的偏心带来的量测误差可大大减小 ,且该系统功耗极低 ,特别是适用于便携式数字测量系统。     

纳米级光栅容栅融合测量系统研究

利用容栅测量系统中激励信号源的设计技术,产生一组多相输出的调制信号源,作为光栅测量系统的多相线阵光源激励信号,发出的多相调制光信号,再经过标尺光栅调制后,由光电转换元件接收并获得一个复合的电信号.该信号经处理电路后,可获得一个频率与激励信号源的基波频率相等的电信号,检测这两个信号间的相位差的变化,可得到标尺光栅的移动距离x.将容栅和光栅测量技术有机地结合,并通过提高相位检测电路的细分数和减小线阵光源的点距,可达到亚微米或纳米级的测量分辨力.     

基于光栅投影序列图像融合的倾斜校正算法

针对现有校正算法因抖动等因素存在的校正误差问题,提出了一种基于光栅投影的倾斜校正算法。通过分析连续频率变化的条纹图像序列,构建像素点位置与像素斜率的转换模型;然后利用光栅图像倾斜角度与像素斜率变化关系,使用三角法计算出倾斜角;最后实现倾斜校正。实验结果表明,该算法可有效检测出［-90°,90°］范围内的倾斜角度,准确率为99%。与现有的Hough变换等倾斜校正算法相比,所提算法检测精确度、准确率明显提高。     

聚合物光栅光波导器件的微复制技术

采用纳米压印微复制技术方法,研制了一种新型的聚合物柔性光栅光波导敏感器件,该器件可用于介入式医用导管的微弯挠曲监测或类似场合的微变形监测.重点阐述了聚合物柔性光栅光波导器件的微复制模具和器件微复制的工艺方法,并对制备工艺技术中的关键技术问题进行了讨论,讨论了测试光纤耦合一体化光栅波导器件的工艺方法.最后利用硅微模具和紫外固化介质材料,成功制备出了截面尺寸为4 μm×20 μm、光栅周期为0.75 μm的聚合物柔性光栅光波导器件.     

三维激光扫描系统的关键性技术研究

为获取三维数据信息及对所获得的三维数据信息进行处理,首先介绍了陕西科技大学计算机实验室三维激光扫描系统的组成及工作原理,对三维激光扫描系统的关键性技术如摄像机标定、影响测量精度因素、散乱数据点的消除以及点云数据的压缩问题的研究进行了概述,并指出该技术的应用在某些方面还需进一步完善和改进.     

圆光栅油罐液位计量遥测系统的设计与实现

介绍了一种圆光栅油罐液位计量遥测系统，详细论述了该系统的基本原理、组成结构以及设计实现。该系统具有现场无须带电、安全可靠、数据远距离传输、测量精度高等优点，并给出了该系统的现场应用情况。     

非满管电磁流量计液位测量方法研究

在研究非满管电磁流量计液位测量所要解决的技术问题基础上,提出了一种长弧形电极液位测量方法。该方法是在测量管壁上设置一对长弧形电极作为流速和液位信号的测量电极,在管壁底部设置一对激励电极。通过在激励电极上施加电压幅值恒定的交流信号,在测量电极上得到反映液位高度变化的电压信号。理论分析和实验结果表明传感器对液位测量具有较高的灵敏度且不受被测导电液体电导率变动的影响,适用于对污水排放等场合的非满管流的测量。     

一种新型三维精密工作台的设计与应用

为满足超精密表面形貌测量对工作台的大量程、超精密和三维扫描的要求,设计了一种新型三维精密工作台。工作台由自带计量系统的二维工作台和垂直扫描工作台组成。测量时闭环系统控制二维工作台的位移;同时,Z方向位移执行单元驱动垂直扫描工作台,实现了垂直方向上的精确定位。将研制的工作台与现有的位移传感器组合成表面形貌测量系统,对标准样板的粗糙度进行测量,其测量示值误差均在5%以内。结果表明,所设计的三维精密工作台能够满足使用要求。