微观平面物体的三维成像技术

利用偏振技术,设计出微观平面物体的三维放大成像系统,解决了特殊物体的三维放大成像问题。该系统主要包括显微成像和照明系统两个部分,系统放大倍数为100,采用LED作为照明系统光源,使物体在经过偏振器件和光学系统后的亮度满足人眼的要求。设计的显微系统的前工作距离为56 mm,满足系统的大于50 mm的设计要求。显微成像系统成像质量较高,空间分辨率达到0.004 mm,照明系统的像面平均照度为600 lx。     

透明物体三维重现技术研究

随着光学三维检测技术的发展,物体三维形状的测量与复原越来越广泛地用于生产实践中.但目前国内对于透明物体的三雏检测缺乏有效手段.本文提出一种利用物体表面反射偏振特性分析重现透明物体三维形状的方法,并通过实验验证了这种方法的可行性.在分析了反射光的偏振分布与表面形态的关系基础上,构建了相应的实验装置,通过对摄取的多幅被测物体的偏振图像的分析和处理,最终实现了物体的三维重现.     

三维集成成像系统中物体三维信息的重建方法

依据三维集成成像特性,以立体视觉理论为基础,提出了一种基于点对匹配的单元图像立体匹配算法,建立了单元图像像素到重建三维物体点的精确映射关系,实现了三维集成图像的重建.最后,提出一种符合人眼视觉观测效果的评价尺度,定量分析了不同设计参数对三维图像重建结果的影响。     

三维成像激光雷达系统

本文报导了研制的三维成像光雷达。系统采用３５ｍｗ的半导体激光器为光源；用５ＭＨｚ频率调制的单标尺实现相位测距；八面体镜鼓联合平面摆镜对目标物体进行光栅轨迹扫描；Ｓｉ－ＡＰＤ光电探测器及低噪声前置放大器构成的接收机能够探测１ｎｗ量级的微弱回光能量；采用以集成鉴相器ＭＣ４０４４为核心的相位测量电路；用高分辨率图像显示器对距离图像像素值进行２５６种的颜色的伪彩色编码，整个系统在同步触发信号的时序控制下获     

管道超声内检测三维成像技术研究

管道缺陷成像是管道安全评价的关键技术之一。针对管道超声的三维成像问题,提出了一种简单高效的三维成像方法。该方法简化了常规的三维成像的过程,省略由二维超声图像提取表面轮廓的步骤,直接提取回波信号和空间信息,得到管道腐蚀内外壁的离散检测点的空间坐标。然后应用重构管道的三维腐蚀曲面,为自动生成管道安全评价提供了数据基础。实验证明,该方法可以真实显示三维腐蚀管道缺陷,适合推广应用。     

基于InISAR技术的三维成像

建立了在目标与天线电轴间存在较大斜角情况下的干涉式逆合成孔径雷达(InISAR)三维成像模型．研究了目标运动补偿误差对干涉测量的影响,并给出运动补偿的详细步骤．由于相位差以2π为周期,所以运动补偿误差对测量结果的影响也是周期性的,这可能造成目标像的横向折叠,本方法首先估计出目标像重心相位,然后将目标像重心作为目标的基准点对相位差进行补偿以校正目标的偏移．测量得到的目标三维坐标并不是在直角坐标系下得到的,给出了坐标转换的公式．最后用仿真结果验证了此方法的有效性．     

激光雷达三维成像系统的研究

根据相位法测距原理,论述了用激光雷达获取三维视觉信息的技术,对主要部件进行了讨论,研制成功适合于地面智能机器人导航的激光雷达三维成像系统,其视场范围为６０°×３０°,测距范围为 ３０ｍ ,距离图像空间分辨率为１４′×１４′,测距精度在３～３０ ｍ 范围内优于８ ｃｍ ．     

三维成像声呐的设计与实现

讨论了一个三维成像声呐的系统结构、成像原理及其软件、硬件设计与实现中遇到的有关技术问题.由于采用了二维面阵,该系统可以在一次发射中获取一系列二维回波序列图像,处理单元则据此二维序列图像合成完整的三维声像.本系统的二维面阵由16×8个基元构成,跟随有128通道信号调节器(放大、滤波、自动增益控制等),其后是128通道并行A/D转换器和缓存.该128路并行数据经并/串转换及接口,通过光纤传至水上单元,经由水上单元的PC机及DSP处理器进行三维图像重建及显示.软件由三维成像模型及并行波束形成和聚焦算法构成.虽然该系统是为水下机器人声视觉而设计的,其在海洋工程和水下防卫中具有广泛的应用价值.     

彩色结构光三维成像技术

提出了一种新颖的基于彩色编码结构光的新型三维成像技术．这种方法以颜色作为物体三维信息的加载和传递工具,以彩色CCD摄像机作为图像获取器件,通过计算机软件处理,对颜色信息进行分析、解码,最终获取物体的三维面形数据．对该系统进行了理论分析,并以人的嘴唇模型为对象进行了具体实验,得到了较满意的结果．     

滚齿加工原理三维动态仿真软件开发

以AutoCAD2000为基本环境，用其内嵌VisualLISP语言实现了滚齿加工的三维动态仿真，包括参数化三维实体造型、渲染、及加工过程的动态演示。     

排水管道视觉检测成像技术

针对排水管道视觉检测的研究现状,利用计算机视觉理论,提出一种排水管道侧壁视觉检测三维成像方法.基于排水管道侧壁成像原理,采用Harris角点提取算子进行特征点提取,并利用NCC算法对提取的特征点进行匹配.通过研究基于随机抽样一致性算法（RANSAC）中的预检验快速随机抽样一致性算法（PERANSAC）,应用该算法对参数进行预检验,在保证置信度一致的前提下,减少了参与检验的模型参数数量,提高了计算效率.实验结果表明,该方法实现了排水管道侧壁相关图片的特征点提取、匹配和基础矩阵的估计,并得到了三维成像结果.     

无扫描激光三维成像系统的建模与仿真

当前的像增强器耦合型CCD(ICCD)模型主要针对微光成像系统,无法直接用于三维成像系统.在三维成像系统中,像增强器不再工作于高增益状态,而且增益非线性对测量结果有很大影响.为此,改进ICCD模型中的噪声模型,采用非线性增益模型.针对光源强度和像增强器增益均随时间变化,对模型进行时间离散化处理.结合光照模型和物体三维数据进行系统仿真和定量分析.结果表明,增加CCD势阱容量、减小微通道板(MCP)增益、增大光源功率,可以提高信噪比,从而提高测量精度,同时需要提高快门速度、光源调制度,并抑制环境光影响.     

Optical micro-scanning location calibration of thermal microscope imaging system

A method of micro-scanning location adaptive calibration was proposed, which was realized by the digital image micro-displacement estimation. With geometric calculation, this calibration method used the displacement estimation of two thermal microscope images to get the size and direction of each scanning location calibration angle. And each location calibration process was repeated according to the offset given by the system beforehand. The comparison experiments of sequence oversampling reconstruction before and after the micro-scanning location calibration were done. The results showed that the calibration method effectively improved the thermal microscope imaging quality.     

光学微扫描显微热成像系统超分辨力图像处理方法研究

为提高已研制光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力,基于改进的频域图像配准技术和凸集投影超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高从而可满足需要高分辨力显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。     

摄像机成像过程仿真技术研究

探讨并比较了理想摄像机成像的过程与OpenGL透视投影的机理,从理论角度证明了通过设定OpenGL参数可使其渲染图像与真实摄像机拍摄结果一致。编程实现摄像机成像仿真平台,预先设定摄像机的内外参数,由OpenGL渲染生成不同位置的Checkerboard图像,利用第三方标定程序包进行标定。标定结果与预先设定的摄像机参数一致,证明了理论推导的正确性。通过本系统可以深入了解摄像机理想状态下成像的基本过程,且该模拟方法可摈除无关因素的干扰。为视觉系统标定、立体匹配、畸变校正、动态识别等大部分视觉算法的仿真奠定了基础。     

一种高速自旋目标三维成像新算法

提出了一种基于二维频谱匹配滤波器组的高速旋转目标三维ISAR成像的算法．每个频谱匹配滤波器能输出对应散射点的聚焦切片．从各个滤波器组输出的聚焦切片提取聚焦点的三维空间参数,可以构建目标的三维像．已有的基于广义Radon 变换 (GRT) 和扩展的Hough变换 (EHT) 实现旋转目标三维空间信息提取的算法,由于是对散射点逐点进行投影,因此运算量很大,效率很低．该算法采用的是匹配滤波的处理方法,在处理过程中使用快速傅里叶变换(FFT), 使计算效率显著提高．计算机仿真验证了这种算法的正确性．     

瞬变电磁三维成像技术在地质预报中的应用

传统的瞬变电磁隧道超前地质预报解释成果图一般为视电阻率断面二维等值线图,但三维成像相比于二维成像要显得更加直观,信息量更加丰富,解释更加全面,可以提高瞬变电磁超前地质预报解释精度.因此,拟采用三维曲面延拓方法对瞬变电磁三维成像技术及其在隧道超前地质预报中的应用情况做一些探讨性研究.首先,从原理上阐述了三维曲面延拓成像方法,然后通过实例分析三维延拓成像的超前地质预报中的技术特点及其应用效果分析.最后,总结出相应的结论和规律,以此来指导瞬变电磁在隧道内的超前地质预报工作,不断提高瞬变电磁探测的精度及准确度.