附加斜面法用于三维物体面形测量

本文提出了一种新的三维物体面形测量方法。用硬件电路,实现结构光特征提取,然后对畸变光条分布进行总体面形拟合处理。处理中,可以获得物体在视场内附加了一个倾斜面的高度。整个物体面形可以通过减去这个附加倾斜面获得。     

动态三维面形测量

简述三维测量必要性和要求性，提出用光栅莫尔三维测量，激光全息干涉计量和计算机全息干涉计量的工作原理。     

高速光截法三维面形重建

在高速光截法三维面形测量中,由于光截面之间距离增加,物体表面的不连续性将容易导致错误的三角网格化,引起面形重建的畸变。由此,提出了一种新的快速面形重建方法。这种方法在三角网格化时考虑截面中心的移动,并通过引入权值函数来调整连接状态;用连接加权法构造三角网格,提高了网格连接的准确性;通过调整光截面中心消除了由三角网格化错位造成的影响。理论分析和实验结果表明,该方法具有与其它快速方法相同的运算复杂度O(N),而面形恢复的准确度明显优于传统方法。     

基于光栅条纹强度分析的自动三维面形测量

通过对光栅条纹强度的分析，研究了一种自动三维面形测量技术。对发散照明所产生的光栅图形强度进行分析并得到被还原的相位。由于测量中只需一幅图象，因此该技术既简单又具有测速度快，精度较高的特点。文中还给出了理论模拟和实验结果。     

三维面形测量中的基于神经网络的数据修补技术

提出了一种基于神经网络的数据修补方法。在BP算法的基础上,利用遗传算法强大的全局搜索能力使网络学习跳出局部极小值,从而提高了样本的训练质量和速度。试验结果表明;该算法精度高、速度快,优于以往文献中提出的数据修补方法,在机器视觉、工业检测、逆求工程等领域具有重要意义和广阔的应用前景。     

神经网络获取三维面形研究

针对基于传统三角原理的结构光三维测量方法难以测量阶梯形物体的问题，应用神经网络对获取的变形条纹进行处理，获取物体的三维面形信息。该方法通过对神经网络的训练，直接建立条纹图分布与物体高度之间的对应关系，完成对物体的三维测量，即使在投影系统参数未知的情况下，也能取得较好的结果。论文中提出的神经网络三维面形测量方法测量时间短，测量过程中只需要一幅条纹图就能恢复阶梯物体的高度信息。计算机模拟及试验验证了方法的可行性。     

一种实用化的三维测量系统

提出了一种实用化的三维测量系统－交叉光轴投影光栅系统。该系统结构简单，方便实用。本文中详细论述了该系统的相位测量原理、物体面形与所求相位之间的关系。     

用频闪法测量转速的方法探讨

本文主要介绍用频闪法测量转速的原理及具体方法。     

动态三维面形测量

简述三维测量必要性和要求后，提出用光栅莫尔三维测量，激光全息干涉计量和计算机全息干涉计量的工作原理。     

远距离运动物体三维轮廓测量的研究

提出了摄像机光轴平行和光轴垂直两种简化的双目立体视觉系统,用来实现远距离运动物体的三维轮廓测量。具体阐述了这两种简化系统的测量原理和数学模型,还着重对以上两种系统下远距离物体测量中摄像机参数,如焦距、视场角、分辨率、两摄像机间距离与落弹范围的距离等的选择进行了探讨。就不同的系统对摄像机的选择进行了实验运算,结果表明,用该摄像机对1000m处的直径为70mm的小目标进行测量,可获得90个像素的轮廓,便于进行三维轮廓的提取。仿真实验表明,简化的双目立体系统可以快速、方便、简单地得到远距离物体的三维轮廓。     

基于结构照明和BP神经网络的三维物体识别

提出一种具有旋转不变性的三维物体识别的新方法,该方法通过结构光照明的方法,使物体的高度分布以变形条纹的形式编码于二维强度图中,由于条纹图包含有物体的高度分布信息,因此对条纹的相关识别具有本征三维识别的特点.旋转不变性是通过BP神经网络实现的.计算机模拟结果表明,用二维强度像的基频分量做训练样本设计BP神经网络,选择训练样本和隐藏层神经元的数目,基于结构光编码的BP神经网络对三维物体具有良好的旋转不变识别效果.     

结构光照明层析多样性表面形貌测量

围绕散射表面和复杂微结构表面形貌高精度测量需求,对基于结构光照明的表面形貌测量技术与系统进行了研究,设计了基于科勒照明结合数字微镜器件调制的具有良好结构光对比度和均匀性的结构光照明光学系统,提出了基于高斯曲线插值的虚拟狭缝SlitMask结构照明共焦层析算法与基于迭代高斯拟合的峰值提取重建算法,建立了结构光照明表面形貌测量系统,利用单刻线对系统进行准确性与重复性测试,结果表明相对示值误差为1.87%,重复测量结果的标准差为0.0014μm。对玻璃多刻线样板和车削表面进行测试,验证了本系统不仅可用于反射表面的测量,还对散射表面具有较好的测量能力。     

双差动快速结构光显微测量方法和系统

快速结构光显微测量技术具有高精度、高效率以及强适应性等特点,广泛应用于微纳检测领域。传统的快速结构光显微测量方法,利用轴向调制度响应曲线的线性区域,通过构建调制度值与实际高度之间的关系来实现三维形貌重建。但是,轴向调制度响应曲线的线性区域很短,传统方法的应用受限于其较窄的动态测量范围。为了克服这一缺陷,提出了一种双差动快速结构光显微测量技术。通过引入两条额外的探测支路构建双差动轴向调制度响应曲线,可以获得更宽的线性区域。在数值孔径为0.9,放大倍率为100倍的显微物镜条件下,其测量范围在仿真分析中可从380 nm提升到760 nm,在实验中可从300 nm提升到600 nm。仿真与实验结果均证明双差动快速结构光显微测量方法的动态测量范围相比传统方法的动态测量范围提升了一倍,有效地拓展了快速结构光显微测量技术的应用范围。     

颜色编码三维测量系统的结构参数设计及仿真

提出了基于结构光颜色编码技术的三维测量系统,利用条纹的颜色对光平面的投影角进行编码,以实现三维物体形状测量和重建。该系统主要由数字式光处理器、彩色摄像机和计算机组成,具有结构新颖,简单可靠等特点,且无需扫描,仅需采集一幅景物的编码图案就能得到产生一幅全帧深度图像所需的全部信息,非常适合于高速、实时在线测量。根据系统的主要设计指标及对可测空间的分析,对系统的结构参数进行了优化设计,以保证系统具有最大的可测空间及最佳的遮挡特性。对典型的平面类三维面形——斜面进行了仿真实验,得到系统在 Z 轴(深度方向)、X 轴、Y 轴方向的测量误差分别为 0.31%,0.22%,0.23%,达到了系统的预期要求。     

利用旋转发光屏再现三维图像原理及偏差分析

基于视觉暂留效应,使旋转屏分时显示三维图像的二维截面,则在旋转形成的实空间内可 获得再现图像。偏离转轴旋转时,双面发光屏再现的图像能正确反映原始形状,只是尺寸和方位存在着偏差;单面发光屏再现的图像会出现形状畸变,偏离越远越明显。基于单面发光屏的体显示实验表明,偏轴再现长方体时的畸变为近小远大。     

采用标记条纹跟踪的冲击过程三维轮廓术

针对在冲击、爆轰等快变化过程的三维轮廓术中,CCD拍摄速度低于物体的运动速度而导致对动态条纹的时间采样不足和物体表面发生破裂而分成数块的动态过程,提出一种采用标记条纹进行跟踪的动态过程三维轮廓术.以傅里叶变换轮廓术为基础,通过采用标记条纹进行跟踪锁定变形条纹中同级次条纹的变化以及Gerchberg迭代算法在破裂区域迭代生成伪条纹,对破裂表面分块进行处理,有效地解决了在快变化动态过程的三维重建中因时间采样不足和条纹断裂对三维相位场的展开所带来的问题,获得了物体正确的面形分布.实验证实了此种方法的正确性.     

三维磁场精密测量系统的研制

介绍了三维磁场精密测量系统的研制,利用差动方式连接的6个霍尔元件构成三维磁场传感器,通过压频变换器完成数据采集,并采用电压比测量法来补偿温度变化对霍尔元件输入电阻的影响．对系统进行了高精度的标定,消除了温度变化对霍尔元件灵敏度系数的影响．标定后的系统达到了0．5％的精度,并利用这一系统对高速磁悬浮列车的气隙磁场进行了测量．     

Design of a bi-directional illumination system for a dual view capsule endoscope

The capsule endoscope is an important tool for the intestinal examination. But the main disadvantage of the traditional capsule endoscope is the limited field of view. In order to solve this problem, the dual view capsule endoscope (DVCE) was developed. In this work, a dual view illumination system is designed for a DVCE. The dual view illumination system is divided into two sub-systems with a front view illumination lens and a back view illumination lens. The Bézier curves for the front view and back view illumination lenses are used for optimization, based on which we change the radiation pattern of the LED so that the dual view illumination design can support energy for the front view and back view simultaneously while achieving low power consumption and high efficiency. Moreover, a non-uniform illumination process is used to compensate for the problem of uniformity and relative illumination for the DVCE lens. Through this design, we can obtain a uniformity of 91% and an efficiency of 25.2% for front view illumination and uniformity of 91% and an efficiency of 23.5% for back view illumination. Finally, tolerance analysis can also be completed for mass production.     

移动桥式三坐标测量机Z轴运动的动态误差

分别从理论上和实验上对移动桥式三坐标测量机Z轴运动的动态误差进行了分析，对Z轴进行了力的分析。用激光干涉仪对Z轴运动时的主要动态误差进行了测量，指出了此时影响动态误差的因素。提出了改进移动桥式三坐标测量机设计的措施，为移动桥式三坐标测量机实现高速测量状态下的高精度提供了依据。