三步非定步长相移轮廓术研究

移相式相位轮廓术的关键在于相移量的检测、提取。只有正确地提取出相移量才能提高测量的精度，降低测量系统的复杂性。在对非定步长相移轮廓术研究的基础上，提出了一种新的投影栅相位测量方法——三步非定步长相移法，只需相移光栅两步并获取66幅条纹图，即可完成非定步长解调相位的工作。该方法无须精确的相移器，计算过程相对简单并且速度快。并且给出了与Kong-Kim算法实验及计算结果的比较，证明该方法具有较高的精度。     

基于非定步长相移恢复算法的误差分析

给出了在非定步长算法中使相位测量误差达到最小的一个最佳的相移步长。匹配范围:180°<Φ1<270°,90°≤Φ2≤180°;指出了即使相移步长不在此匹配范围内,应用该算法的相位测量精度亦能达到μm级。同时对非定步长算法与Stoilov算法进行了误差比较分析。经分析表明,该算法的性能优于Stoilov算法。     

相移干涉误差的模拟分析

借助计算机仿真系统，对相位恢复误差产生的原因进行模拟分析。研究发现，图像噪声比率与测量结果标准差呈正比关系；测量结果标准差与相移精度及相移值的具体分布有关；测量结果的标准差与相移步数的平方根呈反比。     

基于误差互补修正的微球干涉测量相位提取方法

针对微球移相干涉测量中系统校准差及离焦引入的线性移相误差对相位信息提取产生的影响及特点,在分析了常用移相算法应用缺陷的基础上,构造了新的五帧算法。该算法对线性移相误差的响应特性与Hariharan算法十分接近,且符号相反。通过两种算法的互补修正,使得相位解算误差理论上较之Hariharan算法降低了两个数量级,大幅提高了定步长移相算法的线性误差抑制能力,且避免出现类似任意步长算法奇异相位解的异常情况,运算更为简洁。最后通过测量实验验证了提出的误差互补修正相位提取方法的可行性和有效性。     

波长调谐随机移相算法的研究

波长移相干涉仪可用于大口径光学元件的测试。其移相量需经过标定方可采用定步长移相算法计算相位分布。在长腔长测试条件下,由于激光器的波长调谐控制电源的精度有限,以及环境振动、气流扰动等的影响,采用定步长移相算法求解相位分布的精度不高。在随机移相算法的基础上,提出了波长调谐随机移相算法,并将其应用于大口径波长移相干涉仪中。在对该算法进行模拟仿真,验证了算法的可行性及精度后,进行了实验研究。实验结果表明,在波长移相干涉仪中运用该方法,可以很好地解决长腔长测试条件下的相位计算问题,且与被测件的理想相位比较,精度较高。     

一种抑制相位测量轮廓术数字化误差的方法

在采用数字光投影仪(DLP)的相位测量轮廓术(PMP)系统中,DLP投射的光栅信号实质上是对正弦模拟光栅信号的数字化,数字化过程不可避免地影响PMP的精度,本文提出一种通过连续相移多周期的相位测量来抑制数字化过程引起的误差的新方法.实验结果表明,该方法对各种相移步数的PMP均有抑制数字化误差的能力,特别在五步相移轮廓术采用三周期相移时数字化误差抑制能力最佳.     

相移技术中一种基于非定步长算法的应用分析

在快速傅立叶变换(FFT)算法和N步相移法相结合的基础上提出了一种非定步长的相移相位恢复算法。该算法克服了FFT中由于背景噪声所带来的影响，同时又克服了N步相移法对相移装置的精度的苛求。通过实验，对该种算法与FFT算法和N步相移法进行了比较。结果表明，该算法不仅计算量小，对设备要求低，同时兼顾了傅立叶处理技术和N步相移技术的优点，可大大提高测量的自动化程度。     

一种改进的单帧变形条纹在线三维测量方法

分析了单帧相位测量轮廓术(PMP,phase measuring profilometry)中影响测量精度的因素,提出了基于改进的Stoilov等步算法的在线三维测量方法,从而避免了CCD采图过程中由于抽样、量化以及取整造成的条纹周期部分缺失对满周期等相移算法的影响。较等相移满周期算法,Stoilov等步算法具有只需相移步长相等、相移步数与相移量乘积无需2π整数倍的优点,降低了对子图相移量的要求,提高了基于单帧图像的条纹投影轮廓术用于在线检测的精度。计算机模拟和实验均验证了本文方法较等相移满周期算法精度提高了3～5倍。     

随机步长光栅投影干涉图极值特征相位解算

针对传统移相干涉测量中需要多帧干涉图,对测量设备稳定性要求高,相位提取速度较慢的问题,提出了一种基于干涉图特殊极值特征的两帧随机相移干涉图相位解算方法。该方法仅需两帧干涉图,利用高斯高通滤波器对具有随机相移量的两帧干涉图分别进行处理以滤除其背景,再通过干涉图中一定数量的特殊极值特征像素点来确定两帧干涉图之间的相移量,进而根据反正切相移相位提取算法对干涉图的相位进行解算。仿真模拟和实测对比结果表明,该方法可通过两帧随机相移干涉图获取较高精度的测量相位,大大减少了测量系统误差对相位解算结果的影响,对于256×256 pixels的石膏像眼部干涉图,执行时间在0.02 s以内,相位提取速度较快。     

干涉解调鉴相测距法

针对相位法激光测距技术中其测量精度与测量范围 不能够同时兼顾问题,提出干涉解调鉴相测距系统。经过理论推导与实验验证表明,干涉解 调鉴相测距系统中的 偏振光干涉解调的方法能够代替传统的模拟鉴相系统,简化了模拟鉴相电路,减小了鉴相系 统中的附加相 移噪声;小步进改变调制频率扫频的方法能够解决相位测距系统中的模糊距离问题;干涉解 调鉴相测距系 统的测距精度能够达到10－5量级。     

基于LabVIEW的实时光学相移图像采集系统

光学相移位相测量方法是一种高精度位相测量方法,它需要通过采集多幅相移图求解相位信息。本文采用LabVIEW软件设计了一个相移图像采集系统,利用LabVIEW驱动压电陶瓷（PZT）相移器移动,实现相位改变,同时控制CCD实时采集条纹图的光强信息,通过图像采集卡采集存储干涉图,准确反应相位信息,实现了驱动与采集的自动化,具有同步的特点,并可以根据实验要求设定每驱动压电陶瓷N步采集一幅图像,精确计算相位改变信息。     

Singer模型在周跳探测中的应用

假设三参数的载波相位多项式,同时利用预报星历数据进行后处理,代估计量假设为Singer模型,采用kalman滤波算法对载波相位进行计算,得到计算与观测载波相位的差值,从而可探测是否发生了周跳。经过仿真实验,表明这种新的周跳检测方法可以很好地检测出周跳,实用性很高。     

Novel 360° 3D Profilometry

A new method of 360° turning 3D shape measurement in which light sectioning and phase shifting techniques are both used is presented in this paper.A sine light field is applied in the projected light stripe ,meanwhile phase shifting technique is used to calculate phase of the light slit.Thereafter wrapped phase distribution of the slit is formed and the unwrapping process will be made by means of the height information based on the light sectioning method.Therefore phase measuring results with better precision can be obtained .At last the target 3D shape data can be produced according to geometric relationships between phases and the object heights.The principles of this method are discussed in detail and experimental results are shown in this paper.     

通信网络宏观可靠性指标的全代数化算法

为了更全面和客观地评价宽带大容量通信网络的可靠性能,引入宏观可靠性指标--总容量归一化加权可靠性指标概念,它是把通信容量和链路可靠性参数有机地综合在一起的指标.解决该指标全代数化计算的关键问题是寻找能够算出网络各节点之间全部路由的代数化路由算法.研究出一种逻辑代数化网络路由算法,n个节点的网络只需n次矩阵变换运算,就能得到任意节点之间的全部路由.基于新路由算法研究出网络可靠性指标的全代数化算法,它易于编写程序,利用计算机可以很方便地算出通信网络的可靠性指标,解决了总容量归一化加权可靠性指标计算困难问题,且达到实用化程度.利用算例验证了算法的正确性,并对算法的各计算过程进行了详细说明.     

一种新的城市轨道车辆运行能耗算法

传统的运行能耗算法都是基于列车详细的运行图,采用对秒(米)或更小的单位进行分段计算来逼近实际运行能耗的计算方法。这些算法具有计算所需数据多、计算量大、所得结果误差大等缺点。本文提出可以结合城市轨道车辆运行图的操纵序列和线路信息,先分别计算出运行全程中城市轨道车辆克服线路阻力和基本阻力所需要的能耗、由于电气设备效率产生的能耗,再累加得到实际运行能耗的近似数值的新算法。仿真结果和实验结论表明:相比较传统算法而言,新算法具有计算所需数据少、计算简单、计算结果误差小等优点。     

基于点测量法的非定步长相移恢复算法

提出了一种新的计算光栅相移量点测量法。利用该方法可精确地计算出光栅相移量,精度达到1nm。该方法抛弃了非定步长算法中利用傅立叶变换获取光栅相移量的方式,使非定步长相移算法在三维曲面形貌测量中的应用进一步趋向完善。     

基于子空间特征向量的三维点云相似性分析

提出一种基于子空间特征向量的三维点云相似性分析算法。首先,获取两个物体的三维点云数据,并进行位置标准化。其次,利用最小子空间分割算法将两个三维点云分别分割成若干子空间。随后,计算子空间的质心到其拟合曲面的距离和夹角,并基于上述距离和夹角构成的向量空间,提取子空间特征向量。最后,通过特征向量间的相似度计算来评价两个三维点云的相似性。由于该方法将描述三维形体特征的子空间特征向量作为相似度度量的依据,所以具有数据量小、精度高的特点。实验表明,该算法能够定量地分析两个三维物体的相似性。     

基于Grey-AHM的雷达装备保障性评估

针对雷达装备保障性评估指标的不确定性与多层次性问题,在梳理整合雷达装备保障性评估内容构成要素的基础上,构建了雷达装备保障性评估指标体系,应用属性层次模型对评估指标进行赋权,引入灰色系统理论,设计了基于Grey-AHM的雷达装备保障性评估模型及算法,介绍了评估步骤,最后给出实例计算和结果分析,通过实例验证了该方法的合理性和有效性,分析表明评估结果可用于雷达装备保障性设计研制和优化改进。