数字剪切散斑干涉技术

研究了数字剪切散斑干涉技术(DSSPI)的原理,详细讨论了剪切成像的常见方式并总结了各种方式的优缺点及适用场合,介绍了数字散斑剪切干涉技术在无损检测中的应用。     

双孔载频剪切散斑干涉法测量表面动态形变

为了精确地测量物体表面的动态形变并得到形变高度和梯度信息,提出了一种基于双孔衍射结构的空间载频剪切散斑干涉法.该方法采用双孔产生固定的载频条纹,利用双旋转光楔实现剪切量的连续调节,采用正弦拟合算法进行相位计算.首先,分析了双孔调制的相位载频与双孔距和像距之间的关系,讨论了双旋转光楔得到线性剪切量调整的实验参数.然后,设计了测量光路参数;采用孔距为3.8 mm的双孔径配合焦距为80 mm的成像镜头在物距为300 mm时得到了载频为π/2的散斑场.最后,对动态形变的薄金属板进行了测量.实验结果表明:配合实时图像处理系统,该方法可以在帧率为15 frame/s的采集速度下实现动态形变的测量与显示,可测形变峰值为0.11～1.15 μm.本系统结构简单,易于集成,适用于动态形变的实时检测.     

一种基于最小均方差的散斑图像配准算法的研究

一种基于最小均方差理论的散斑图像亚像素配准算法,是按线性估计理论推导目标函数的解析解,利用刚体位移模型和散斑图像仿真模型生成5组40帧长斑图像序列,分别在无噪声干扰和加性高斯噪声干扰下对算法进行实验验证。实验结果表明,在无噪声干扰下,图像序列的位移轨迹具有较好的线性度,且系统误差和随机误差较小。在不同噪声水平干扰下,当信噪比为10dB时,该算法失效;而当信噪比不低于20dB时,噪声对配准结果的影响随着信噪比的增加将逐渐减弱。     

便携式数字散斑测振仪研究

本文介绍一种便携式数字散斑测振仪,该仪器具有全场同时测量,灵敏度高,抗干扰能力强和完全自动定量分析的优点,可广泛应用于高精度机械的振动特性分析。     

数字散斑干涉法测量金属热变形

首先阐述了数字散斑干涉法测量面内及离面变形量的原理和装置结构,并将其应用于铝合金材料的热变形测量中;结合数字图像处理技术,获得代表变形量的数字散斑干涉条纹图。结果表明数字散斑干涉测量法具有实时性强、结构简单、全场,非接触测量等优点。     

基于Fourier-Meliin算法的干涉图像配准

提出了采用Fourier-Mellin算法对大孔径静态干涉成像光谱仪的原始干涉图像进行配准的方法,用于校正由于推扫平台系统姿态不稳所造成的失真.采用Fourier-Mellin算法和相位相关算法求取干涉图像的旋转角度和缩放及平移参数,并通过多帧未校正的图像和校正后的图像分别拼接成大面积地域图像来验证算法.实验结果表明,通过人眼判断,可以实现对图像的配准,配准精度达到1Pixel,基本满足将LASIS原始干涉图校正为不失真图像的要求.     

新型激光剪切数字散斑干涉测量系统

介绍了一种新型激光剪切数字散斑干涉测量系统,可实现静态变形和振动的相移分析,具有良好的抗环境干扰能力,可以广泛应用于实际工程中的无损检测、应力应变分析等.     

基于相移和颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法

提出了一种基于相移和颜色分光的电子散斑干涉(ESPI)瞬态三维变形测量方法,该方法包括一个彩色CCD和红绿蓝三种不同波长的激光器,可同时采集来自三路的散斑干涉图像。物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的散斑干涉图像信息通过颜色分光实现分离,并利用相移算法对散斑干涉条纹图进行分析处理,分别解调出水平、竖直及离面方向的变形场相位,实现三维变形场的测量。模拟及实验分析表明,此方法能同时实现物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的变形测量,可用于物体表面的三维瞬态变形测量,也可单独完成面内或离面的二维变形测量。     

数字散斑法用于钻机井架形变测量研究

石油钻机井架所处的环境恶劣,工况复杂,为此对其出现的各种损伤、缺陷和形变进行研究非常必要。传统的静态应变测试系统在井架应力测量时存在测量点有限,操作繁琐,温度适应性差等缺点。采用数字散斑相关方法,通过MATLA软件编程,实现了对模型井架受力后产生的形变测量。实验结果表明,采用数字散斑法得出的形变曲线具有更好的连续性、时效性,同时由于测量系统结构简单,运算速度快,结果精度高。这对于井架实际工况下受力分析及井架的结构设计有很大帮助。     

散斑干涉法测量机械零件热变形

近年来散斑计量技术发展迅速,已在许多领域得到了广泛应用。本文简要介绍了运用电子散斑干涉法的测微原理,以及组建光学测试系统来实时全场测量机械零件热变性。     

数字散斑相关法仪器化的应用研究

本文简述数字散斑相关方法原理、仪器设备的构成,以三点弯曲简支梁试验作为测试对象,介绍由Basler数字CCD、1394卡、Nikon定焦镜及自行研制的相关软件一整套仪器测量面内位移的全过程,说明数字散斑相关法仪器及其应用。数字散斑测量仪器是一种自动化程度高、非接触测量、精度高、灵敏度好、实验环境要求低的仪器,在工程测试中将会有广泛的应用,也是未来光测力学发展的主要方向之一。     

Single Shot Dual-Wavelength Digital Holography: Calibration Based on Speckle Displacements

We present a calibration method which allows single shot dual wavelength online shape measurement in a disturbed environment. Effects of uncontrolled carrier frequency filtering are discussed as well. We demonstrate that phase maps and speckle displacements can be recovered free of chromatic aberrations. To our knowledge, this is the first time that a single shot dual wavelength calibration is reported by defining a criteria to make the spatial filtering automatic avoiding the problems of manual methods. The procedure is shown to give shape accuracy of 35 µm with negligible systematic errors using a synthetic wavelength of 1.1 mm.     

数字散斑相关在电致伸缩效应测量中的应用

利用数字散斑相关方法对纳米钛酸钡／聚氨酯复合材料进行了光学实验，研究了其在外加强直流电场作用下的电致伸缩应变随电压变化的规律。采用CCD及计算机处理系统，实时获取了外加高电场作用下试件表面位移场的散斑图；应用数字散斑相关方法获得了试件的应变量与外加电场强度的关系，从而得到试件的电致伸缩系数。对该方法进行了详尽的阐述，并对测量结果进行了分析。实验结果验证了数字散斑相关方法测量电致伸缩效应的可行性和有效性，为电致伸缩效应的测量提供了一个有效途径。     

数字图像的位相漂移现象研究

本文详细报导了笔者对数字图像的位相漂移现象所做的实验研究,其中提出了位相漂移的Harr小波变换探测方法。实验表明：经CCD Camera和图像卡采集的数字图像序列中存在着低频的图像抖动,即位相漂移,而且不同的CCD Camera具有不同的漂移特点和程度,甚至在同一个图像行内的漂移也不完全一致。一般在图像行内相近的位置之间,位相漂移有明显的相关性,不同的图像行之间的漂移的程度相同,但没有相关性。最后本文还给出了一种位相漂移的修正方法。     

一种机械零部件热变形的实时在线测量方法研究

为了测量机械零部件在加工使用过程的中热变形,采用数字散斑技术通过测量离面位移来实现对零部件热变形的实时、在线测量,并在理论分析的基础上,通过实验验证,证实了该方法的可行性。