基于相位偏移的条纹投影相位误差补偿方法研究

相移条纹投影技术三维成像的过程中,受设备非线性效应影响存在相位误差。针对相位误差的周期特性,引入相位偏移算法,提出一种非线性相位误差全场补偿方法。利用非线性相位误差的偏移变化,结合多个包裹相位的相位值选取特定阈值,最后使用算法遍历全场相位信息获取理想相位。实验结果显示校正后的误差点数是校正前的2.52%,证实了方法的有效性,通过与其他方法进行数据对比分析,表明所提方法修正相位误差效果有所提高。     

基于多频外差原理的相位校正方法研究

相位测量轮廓术因其简单低廉的特点被广泛用于光学三维测量领域,高精度的相位获取是测量的关键步骤。多频外差是相位测量轮廓术中常用的解包裹相位算法,针对多频外差解相位后产生的相位跳跃性误差,提出一种基于多频外差原理的相位校正方法。利用传统相移法和多频外差求出包裹相位和展开相位,针对展开相位中出现的跳跃性误差,通过展开相位对误差产生原因和误差位置进行初步确定,将多个频率的包裹相位进行对比,确定误差是否真实存在,对出现误差的像素点进行修正得到新的展开相位。实验结果表明：在对表面形状规则的物体测试时,展开相位光滑无跳跃性误差,表面三维重建无异常凹凸区域,实现了对解相位中跳跃性误差的消除,验证了该校正方法的有效性。     

激光外差干涉仪相位计的设计

外差信号的比相处理是决定外差干涉仪精度、分辨率等性能的重要因素。为了解决比相计的分辨率和检测速度之间的矛盾,采用比相方法进行了测量原理、应用特点及局限性的理论分析,给出了相应的解决方案。结果表明,基于现场可编程门阵列的整周期采样可以提高自相关方法的测量精度,混频过零检测方法可以提高测量速度。     

激光外差干涉仪相位计的设计

外差信号的比相处理是决定外差干涉仪精度、分辨率等性能的重要因素。为了解决比相计的分辨率和检测速度之间的矛盾,采用比相方法进行了测量原理、应用特点及局限性的理论分析,给出了相应的解决方案。结果表明,基于现场可编程门阵列的整周期采样可以提高自相关方法的测量精度,混频过零检测方法可以提高测量速度。     

高速目标解调频处理的相位特性及其补偿

对宽带回波进行解调频(Dechirping)处理是降低信号处理带宽的有效方法,但该方法会带来残余相位。在目标高速运动的情况下,解调频处理和目标运动产生的残余相位对二维成像的影响不可忽略。该文推导了高速目标解调频处理的相位特性,分析了各项相位因子的性质,提出了残余相位的补偿方法,进一步分析了影响补偿精度的因素,并根据残余相位特性提出了一种新的补偿方法：利用包络对齐估计相邻回波的残余相位差,达到精细补偿的目的。仿真结果表明理论和方法的正确性。     

基于光栅投影的叶片轮廓测量技术研究现状

本文首先概述了利用光栅投影对叶片三维轮廓进行测量的必要性。然后从四个关键技术角度即光栅投影技术、标定技术、解相位技术和点云拼接技术对国内外研究现状进行梳理。在此基础上整理出国内外已经开发出的叶片三维测量软件并加以对比。最后根据光栅投影的叶片轮廓测量技术现状和尚存问题指出未来发展趋势。     

色散补偿方式对相位调制系统中相位噪声的影响

分别推导了相位调制系统中采用色散预补偿方式和后补偿方式下非线性相位噪声的计算公式,基于此对这两种色散补偿方式下的相位噪声、功率容限以及最优信号峰值功率进行了详细的分析和讨论,结果表明:采用色散预补偿方式较后补偿方式能更有效地抑制非线性相位噪声,其对非线性相位噪声的抑制能力随着信号能量、放大自发辐射(ASE)的功率谱密度以及传输距离的增加而提高;同时,色散预补偿系统具有更高的功率容限;色散的作用使系统的最优信号峰值功率增大,最佳相移大于1rad;色散预补偿系统的最优信号峰值功率大于色散后补偿系统。     

基于投影栅相位法的强反射表面三维测量

结构光三维测量技术以其非接触、精度高等优点而具有广泛的应用,但对于强反射物体表面,所采集的结构光图像会形成局部亮度饱和,导致信息失真或丢失,无法进行精确的三维重建.为实现强反射表面的测量,采用了一种改进的基于投影栅相位法的三维测量方法,对投影的相移编码图像二值化,并采用多幅不同曝光时间下所采集的图像进行融合,重建条纹图...     

基于多尺度分析的快速相位立体匹配

基于相位的立体匹配是双目投影光栅相位法中的重要步骤,但传统的相位匹配方法在处理高分辨率图像时因存储空间大大增加,难以达到匹配速度与精度的平衡。文章提出了一种基于多尺度分析的快速相位立体匹配算法,采用分层匹配的策略,对预处理后的左右绝对相位图进行降采样以生成图像金字塔,利用低分辨率的视差匹配结果以预测下一层视差,以此降低下层高分辨率图像的视差搜索范围,达到匹配速度与精度的平衡。实验结果表明,所提算法在保证精度的情况下能有效提升相位立体匹配速度,实现高分辨率相位图快速准确的立体匹配。     

基于相位补偿核的GNSS⁃SAR改进后向投影成像算法

在利用全球导航卫星系统反射信号（GNSS?R）的无源合成孔径雷达体制中,目前常采用后向投影算法进行成像处理,但该算法逐点精确聚焦的处理过程使得算法的运算量大。针对上述问题,提出了一种数据分块和构造相位补偿核的改进后向投影算法。改进算法对回波矩阵进行分块,将目标区域成像网格点的最长延迟距离与最短延迟距离等间隔划分,建立相位补偿核,通过距离向搜索操作得到各网格点的相位补偿结果,在方位向相干叠加形成子图,递归合并得到最终图像。定量分析得出,改进算法可有效降低运算量,同时节省内存。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于ROPC的CO-OFDM系统相位噪声补偿方法研究

为减少相位噪声分析补偿(APNC, analysis of phase noise compensation)方法开销过 大、降低系统传输有效性的问题,本文在APNC方法的基础上提出了一种低开销相位噪声补偿 (ROPC,reducing overhead analysis of phase noise compensation)方法。该方法仍以最 小二乘(LS,least square) 算法为基础,先通过信道冲激响应加窗(IRW,impulse response processed with window) 法将信道冲激响应 长度以外的噪声滤除,提升了信道估计的质量;之后采用类导频法进行相位噪声的估计和补 偿,减少了相 位噪声补偿中所需使用的导频数,降低了系统的开销,且算法的复杂度提升不大。仿真结果 表明,在ROPC 方法和APNC方法的误码率(BER)均约为10－3时, ROPC方法所需的导频数量约为APNC方法的1/2,减少了系 统所需开销;在线宽为0.7MHz且两种算法均采用4个导频时,ROPC方 法的BER约为APNC方法的3/5,提高了系统的可靠性。     

条纹投影测量系统的相位误差抑制方法

针对投影仪和相机的伽马非线性效应会使解包裹相位结果产生周期性误差的问题,提出一种基于均值模板的相位误差抑制方法.首先对解包裹相位进行傅里叶变换,计算出相位误差的周期值.之后,设计出长度可变的一维均值滤波模板,模板的长度与相位误差的周期相关.最终用此模板对解包裹相位进行均值滤波,消除周期性误差.实验结果显示,所提方法使解...     

基于自外差探测的多光纤光栅远程传感系统

提出并实验证明了一种基于自外差探测和波长扫描技术的光纤布拉格光栅远距离传感系统。该系统将远程光纤光栅阵列的反射信号光与本地参考光进行差频探测,并通过声光调制器对探测光的频移及脉冲进行调制,有效地提高了系统的探测灵敏度和传感距离。在没有放大的情况下,在171km的探测距离处,光纤光栅传感器的反射布拉格波长信号的信噪比达到33dB。该系统可以准确地绘制出远端光纤光栅阵列的反射谱,实验结果显示两个光纤光栅的布拉格波长与温度均成良好的线性关系,且传感灵敏度为11pm/℃。     

利用优化算法对合成孔径激光雷达相位误差补偿的研究

在遥感领域,平台振动是合成孔径激光雷达（SAL）研究中的一个重要问题.目前尚没有针对SAL的平台振动补偿方法.根据对振动机理分析,平台振动的影响体现在相位误差上. 根据对振动机理的分析,可以利用多项式描述平台振动带来的相位误差. 基于这一转化模型利用优化算法对多项式系数进行优化求解可以达到补偿效果。优化过程需要选取合适的目标函数,用优化后的求解结果补偿回波数据相位,补偿结果再用匹配滤波器进行压缩.通过仿真和实验证明,用优化算法实现相位误差补偿可以达到很好的压缩效果.研究工作为平台振动补偿技术提供了一项选择.     

基于投影分布熵的多视点三维点云场景拼接方法

多视点三维点云场景拼接是解决激光三维主动成像目标自遮挡或被遮挡情况下目标数据不完全问题的一种有效方法,它将直接影响到后续的目标检测与识别处理。通过点云投影分布熵对场景独立坐标系进行估计,由此计算待拼接场景之间的空间变换参数,最后通过退火最近点迭代(ICP)方法,实现多视点场景的精确拼接。仿真实验结果表明,此方法是一种有效可行的方法。     

基于条纹投影的双目结构光成像系统

研究了一种 基于条纹投影 的双目三维成像方法,实现对表面有大梯度或非连续等复杂形貌物体的测量。计算机软件产 生的正弦条纹 经DLP投影仪投射到被测物体表面,左右两个CCD相机同时拍摄经被测物体表面调制的变形条 纹图。通过 四步相移和最佳条纹选择方法分别计算得到折叠相位图和展开相位图。建立绝对相位与深度 之间的关系, 得到两组不同坐标系下的三维点云数据。提出一种改进的最近点迭代(ICP)算法,在每一次 迭代过程中剔除 不可见点和噪声点,将两组点云数据转换到同一坐标系中。三维形貌测量实验证明了所研制 成像系统的可 行性和准确性。视场范围内的最大测量误差为0.072mm。     

基于相位相关滤波与点云特征的激光点云配准方法

文中针对激光点云配准效率低和处理时间长的问题,提出一种基于相位相关滤波结合特征的扫描配准方法。扫描配准算法被解耦为旋转匹配与平移匹配两个步骤。在旋转匹配中,霍夫描述符提取的线段特征结合相位相关滤波得到具体的旋转量。平移匹配主要基于点云的边界特征,使用相位相关滤波处理提取到的特征,得到准确的x和y方向的平移量。与传统的迭代最近点(ICP)相比,提出的配准策略在处理静态数据时错误率降低了89.2%,处理时间降低了91.6%。同时,动态数据实验表明提出的方法具有较低的中位数和更好地一致性。     

基于光栅投影测量改进的类双目系统标定方法

系统标定是光栅投影测量系统中的关键一步。将投影仪看成相机的类双目系统标定方法具有操作简单、精度高、可靠性强的优势。在此系统标定方法的基础上,提出一种提高测量系统精度的系统标定方法。根据提取的标定板上圆标识的圆心坐标,利用计算机生成含有相对应十字标识的图像,用于相机标定,可避免圆标识轮廓对角点提取的影响,从而提高相机标定精度。同时,推导快速求取投影仪伽马的表达式用于相位校正,可建立投影仪像素与相机像素精确的对应关系,从而提高投影仪标定精度。结合投影仪和相机的标定结果,建立统一的世界坐标系完成整体系统的标定。实验结果表明:采用上述标定方法,可将投影仪和相机标定精度分别达到0.25 pixel和0.15 pixel;同时测量了一个长方体,精度达到0.142 7 mm。