双CCD光栅投影法测量物体三维轮廓技术

为了实现物体三维轮廓的高精度测量,使用双CCD采集被物体调制的光栅图像,将四步相移法与图象编码法相结合对采集到的图像进行处理,得到物体上各个点的相位变化,根据相位变化求出物点相对于参考面的高度,从而获得物体的三维轮廓信息.实验表明,此方法测量信息获取完整,可以测量陡峭或不连续的物体,测量误差在0.05 mm以内.     

动态三维轮廓测量中彩色编码条纹修正技术

针对大部分三维测量方法无法进行动态测量这一问题,运用一种基于彩色编码条纹的光学投影方法,给出了理论分析、编码设计原理、修正方法与实验分析.对测量中红绿蓝(RGB)三通道颜色的串扰和正弦条纹的非线性,通过建立一个颜色补偿模型和对条纹图案进行非线性修正来改善测量系统本身对测量结果的影响,以补偿后的图像来指导彩色编码条纹的解码,从而完成整个三维测量过程.实验证明该修正方法对改善条纹的颜色耦合和非正弦性准确有效,使系统可以完成更好的解码效果.     

基于小物体的LCD数字相移条纹投影轮廓测量

采用数字相移条纹投影技术,利用计算机生成具有高对比度和较高亮度、并有一定相差的正弦条纹,用数字投影仪将这些条纹图依次投射到被测物体表面,相位移动由软件控制,这一过程即实现了数字相移投影,避免了传统相移带来的各种误差.可以根据不同尺寸的面形确定最优的投影条纹,使得系统适应性强,操作简单,并能得到较高的测量精度.实验证实可实现小物体面形自适应测量.     

基于格雷编码的彩色结构光快速三维测量技术

提出一种基于格雷编码原理的彩色结构光三维测量方法,通过向被测物体投影两幅彩色结构光栅,分析得到物体表面的三维信息,在保证测量精度和准确度的同时,提高了三维测量的速度。将格雷编码原则和容易辨别的颜色结合应用到彩色条纹编码中,得到序列周期唯一且编码周期起始位置任意的彩色条纹编码,克服了码间干扰,解码方法简单且精度高,适用范围广;利用三色相移法取代传统三幅相移法。实验结果表明,使用基于格雷编码原理的彩色结构光方法可以得到被测物体精确的表面高度信息。     

光栅投影三角形法测量物体的三维轮廓

采用三角形法测量物体三维轮廓．对光栅投影条纹图像进行预处理，采用重心法提取条纹中心线位置，可以获得亚像素级的精度．接着修补条纹中心线，求出采样相对偏移量，计算出物体的高度信息．     

基于三维测量技术的相移微动装置研究

本文介绍了相位测量轮廓术的基本原理，根据相位测量轮廓术中相位调制的原理提出了一种实现光栅精确相移的新装置，该套相移微动装置主要由步进电机控制器、驱动器、步进电机、螺旋测微头等部件构成．通过对步进电机控制器编程实现了相位调制的自动化．     

物体三维表面形状的自动化测量

介绍了一种三维物体表面形状的测量方法。传统的投影栅线(或云纹)法与相移法结合被用于三维表面形状的测量。由投影仪投影一束空间周期性分布的光学条纹至物体曲表面时,在物体表面可见到被其曲表面调制了的变形的光学条纹,它由计算机连接的高分辨率的CCD摄像机记录,在投影仪内的光栅由计算机控制移动数个位置,得到相应的光条纹分布的图像,这些图像的光强经过运算后可以得到一个相位图,当它与参考平面上的规则相位图相减时,则可以得到物体表面形状。     

彩色图象的子带编码

图象编码技术已逐步趋向成熟，出现了ＪＰＥＧ等国际标准；采用ＡＴＭ的宽带通信网络的发展，对图象编码提出了新的要求。本文根据ＡＴＭ网络的特点，结合人眼的视觉特性，提出一种与现有ＪＰＥＧ标准兼容、适用于ＡＴＭ网络的彩色图象分层编码方案。     

基于彩色编码光栅识别的织物疵点检测方法研究

为了更准确地识别织物疵点,在基于提出的适合织物的彩色编码光栅的设计方法上,研究了在各种彩色空间识别光栅的效果;并对光栅进行颜色分割、二值化、中值滤波、细化、融合等处理,使其左右光栅具有更准确的匹配.实验证明:在此方法的前提下,生成织物的三维骨架数据更加可靠,可以更有效地识别织物疵点.     

热图像显示的连续伪彩色编码

讨论了连续伪彩色编码的视觉特性,提出了连续伪彩色标尺的优化设计方法:以相关性、自然性约束色调、明度、饱和度的变化范围和方向,在均匀颜色空间先自动计算节点的色品坐标,使标尺的路径最长,再进行等色差插值,获取视觉上均匀的连续伪彩色标尺.用于热图像的伪彩色显示,保留了原始图像的相关性、自然性和目标整体模式的认知特性,增加了图像的视觉动态范围和可视信息量,提高了识别目标的对比灵敏度,避免了标尺设计的盲目性.     

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．     

基于三维扫描技术的人体测量

运用三维激光扫描得到人体模型的点云数据,并对该数据进行了降噪、点云精简、三角网格划分等优化处理;例举了基于服装结构设计理论,通过胸围线、腰围线和臀围线上的点坐标数据,计算得到各围度的弧长累计值的过程.     

一种基于阶跃图像的条纹投影轮廓术校正方法

投影仪的非线性响应导致投影条纹图产生意外的变化,在条纹投影轮廓术中严重影响了最终的三维测量精度。以前的方法要么需要处理大量的图像,要么容易受到斜角投影的影响,而现有的伽玛校正方法并没有考虑到这一点。通过建立系统成像模型,分析了倾角投影对成像光谱的影响,提出一种基于阶跃成像的伽玛校正方法。由于数据在空间上的处理和阶跃图像的性质,该方法不需要计算就能实现对不同投影角度的伽玛参数进行可靠地估计。最后,通过实验验证了该方法的有效性。     

基于彩色编码投影仪的不标定三维重构算法

在机器视觉的研究中,三维场景重构的理论与技术是很重要的内容,在理论上已从标定三维重构发展到不标定三维重构．一般来说不标定三维重构是基于被动视觉原理,利用一个参数不变的摄像机,对同一幅场景在不同视点处获得的多幅图像序列(至少需要3幅图像)来实现的．基于一种伪随机彩色编码投影照明主动视觉原理,研究了仅利用一幅图像,在欧式空间不标定重构三维场景的算法．整个算法分三个层次,即分别依次由射影重构、仿射重构和欧式重构来实现．文中详细给出了各个层次上的算法原理与相互关系,并给出了实验验证结果．     

基于单面阵CCD的三维平移测量系统设计

针对高精度多自由度位移同时测量问题,利用光斑位置变化方法设计了一种基于单面阵（CCD,Charge—Coupled Device）三维平移测量系统。系统采用两路准直（LED,Light—Emitting Diode）光束作为测量基准,由单面阵CCD探测光斑图像,图像经处理后可获得光斑位置信息,根据光斑位置变化推算出被测物体三维平移变化量。在实验室环境下构建了二维实验系统,模拟测量X向和Z向的平移变化,结果表明,X向平移测量精度优于±1μm,Z向平移测量精度优于±2μm。系统具有非接触、体积小、精度高的特点。     

工业摄影测量中的三维二次曲面面形分析

为了解决摄影测量中测量坐标系和工件设计坐标系不一致的情况下进行面形参数比较的问题,提出了三维二次曲面的面形分析方法,并在实验中验证其可行性。该方法首先用被测点的坐标值,由是小二乘法获得测量坐标系下的一般三维二次曲面方程的参数,然后经过坐标变换得到标准方程的参数,再把它与设计的参数相比较,并可以由获得的标准方程重构出被测物体的曲面图形。由于该方法具有普遍性。,可以解决各种三维测量方法中类似的问题,具有广泛的应用领域。     

船体分段三维数字化测量数据配准

船体分段测量数据与CAD模型的配准,直接影响船体分段的制造几何误差分析和制造精度评价.针对船体分段装配工艺以及测量数据点集的分布特点,提出了一种基于单位四元数的Levenberg-Marquardt非线性迭代的最优配准算法.首先用一定的基准(肋骨对齐)对测量的角点数据进行初始变换,然后用单位四元数算法对初始变换后的数据和CAD模型进行粗配准,使变换后的船体分段测量数据与CAD模型数据处于小误差状态,最后采用基于L-M非线性迭代法求全局最优配准参数.实验结果表明,该算法能很好地反映船体分段建造中的实际情况,为船体分段的后续装配提供指导性的依据.     

三维人体表面轮廓测量系统中的"景深"问题研究

对三维人体表面轮廓进行测量时，CCD摄像机镜头具有一定的景深范围，若拍摄的光栅图像在非聚焦面上，则会造成相位及表面轮廓高度测量的误差．针对这一问题进行了研究，推导、证明了景深与相位测量误差的关系，并利用这一关系，给出了系统允许最大相位误差时所对应的测量范围．