基于BP和RBF网络结合的相位测量轮廓术系统标定

相位测量轮廓术(PMP)是目前众多光学三维测量方法中比较成熟可靠的一种,其系统标定包括Z和(X,Y)坐标标定.在借鉴传统标定方法优缺点的基础上,提出了一种基于BP和RBF神经网络结合的PMP系统面内标定新方法,该方法将黑白棋盘图案在有效视场内沿世界坐标系Z轴多次放置,获取数据样本.在BP网络对数据样本进行训练和仿真后,利用RBF网络对误差数据进行训练和测试.实验中,BP网络训练步数仅为21步,RBF网络测试样本的平均距离误差仅为0.008 mm,此方法具有较高的标定效率和标定精度.     

基于三波长相移轮廓术的表面测量降噪

为了改进利用相移轮廓术方法（PSP）对三维物体表面测量时的噪声问题,本文提出了一种基于三波长的相移轮廓术测量方法。首先,在研究等效波长和包裹相位的正问题基础上求解等效波长的相位。其次,推导三个独立光波的相位解卷绕方程。最后,利用相位分析方法去除相位噪声。本研究自行设计了测量系统,分别测量了标定板和复杂三维物体表面形状。与格雷码方法和多波长相移轮廓术方法相比,利用本方法对三维物体表面测量时噪声点减少98.02%,三维重建速度提高了12%。实验及分析结果显示该方法具有更好的鲁棒性和测量精度,并极大地提高了表面测量的噪声抑制能力。     

三灰度编码相位展开方法条纹投影轮廓术

为了通过减少条纹投影轮廓术所需投影和采集的条纹图像数量,提高三维测量速度,提出了一种用于条纹投影轮廓术的三灰度编码相位展开方法.投影仪投射5幅条纹图像到被测物体表面,包括三幅正弦相移条纹图像和两幅三灰度编码图像,由相机采集经物体表面调制的变形条纹图.通过相机采集到的三幅变形正弦相移条纹图像计算包裹相位.通过相机采集的三...     

基于三波长相移轮廓术的相位展开算法

针对多波长相移轮廓术方法测量速度慢、测量范围局限的问题,本文提出了三波长相移轮廓术测量方法,实现了对表面有阶跃变化的彩色三维物体的测量。介绍了三波长相移轮廓术的等效波长和包裹相位的正问题。然后,从等效波长的相位求解入手,进而推导出三个独立光波的相位展开方程。通过分析相位噪声产生的原因,提出了基于展开相位的相位去噪方法。实验结果表明：该方法的平均测量精度为0.018mm,普通台式机处理耗时0.308s。通过比较测量精度、测量速度、算法稳定性以及适应光源的范围等,证明了所提方法比目前常用的格雷码法和多波长相移轮廓术更优越。

     

基于三波长相移轮廓术的相位展开算法

针对多波长相移轮廓术方法测量速度慢、测量范围局限的问题,本文提出了三波长相移轮廓术测量方法,实现了对表面有阶跃变化的彩色三维物体的测量。介绍了三波长相移轮廓术的等效波长和包裹相位的正问题。然后,从等效波长的相位求解入手,进而推导出三个独立光波的相位展开方程。通过分析相位噪声产生的原因,提出了基于展开相位的相位去噪方法。实验结果表明：该方法的平均测量精度为0.018mm,普通台式机处理耗时0.308s。通过比较测量精度、测量速度、算法稳定性以及适应光源的范围等,证明了所提方法比目前常用的格雷码法和多波长相移轮廓术更优越。

     

基于傅里叶变换轮廓术的磨痕形貌测量

往复冲击条件下,由磨损引起的接触表面磨痕的三维形貌的改变对接触润滑效应的研究具有非常重要的影响。在传统傅里叶变换轮廓术(Fourier transform profilometry,FTP)测量系统中引入正弦光强产生装置以及图像实时采集处理系统,利用单幅条纹图像,快速、准确地重构出磨痕表面三维形貌。利用该测量系统对施加PB2400型润滑油方式下快速冲击一万次后的磨痕形貌进行了测量,利用FTP对采集的条纹图进行处理,获得该磨痕的三维形貌。将测量结果与粗糙度轮廓测量仪所得结果进行对比分析,验证该方法的可行性和有效性。将该测量方法与高速摄像机相结合,可以实现连续冲击过程中磨痕的瞬时三维形貌测量,为进一步研究接触润滑效应提出一种新的试验依据和方法。     

基于光栅相位法三维重构技术研究

投影光栅相位法（PMP）是一种基于光栅投影和相位测量的光学三维轮廓测量技术,可实现物体表面三维轮廓的自动测量。提出了结合投影仪移轴技术的平行光轴系统,利用计算机编程生成具有高对比度和高亮度、有相差的正弦光栅,用数字投影仪LCD将这些条纹依次投射到被测物体表面,由CCD摄像机获取受物体表面面形调制的变形光栅像,根据数字相移算法计算出相位分布再通过相位展开恢复出连续相位分布,由相位．高度关系最终求出物体轮廓的三维数据信息。针对该原理进行了阐述,并给出了详尽的算法及实验结果。通过MATLAB实验仿真,对条纹图像进行处理和轮廓重构。模拟实验证明,这种测量方法快速高效、分辨率高,且易于实现。     

付立叶变换轮廓术用于测量曲面形状

本文从投影光栅象的频率被曲面外形所调制的概念出发,对付立叶变换轮廓术的有关公式进行了推导,并运用这种方法对锥体及船壳模型等实物进行了测量。经过分析,得出了计算灵敏度的公式。该方法比传统莫尔方法更高的精度及灵敏度,并且不受莫尔条纹的种种限制,如条纹级次的确定等,因而该方法更适合于实际测量。     

基于浮力的三维实体轮廓无损测量实验系统研究

设计了一种基于液体浮力的三维轮廓测量的实验系统和测量方法,阐述了该方法的测量原理.由阿基米德定律和杠杆原理,利用电子天平逐层测算被测实体浸入液面不同深度时所受浮力,通过计算机计算相应每片层的质量、重心等信息,推算出各层面上微小实体单元在三维坐标系中的位置,进而重构出被测实体的三维轮廓图像.经过初步实验,证明了该方法是切实可行的.     

相移光栅轮廓术的便携式三维测量系统

为了实现自由曲面对象的三维形貌测量,搭建了便携式三维视觉测量系统。采用双目立体视觉与相移光栅结合的方式实现了完整三维轮廓数据测量并对系统涉及的主要算法进行了分析。首先,结合双目立体视觉、相位测量术和多频外差法计算出单视局部数据点;然后,使用辅助靶标实现多视数据的初始拼接;最后,对测量数据进行噪声滤除、优化拼接和冗余点滤除等操作,从而获得完整测量数据。通过实验验证了系统的可行性和测量精度,结果表明:系统的测量精度约为0.04mm,单视测量和计算时间约为10s,两邻视间的数据处理与完整拼接耗时约为20s。实验显示该系统能够较快速、完整、高精度地获取物体的三维数据,基本满足一般测量对象的应用需求。     

基于位相检测的光学三维轮廓测量方法

三维轮廓测量是当前光学研究领域中非常活跃的一个技术分支,其中位相测量轮廓术(PMP)在求解中严格遵循物像共轭关系,具有较高的测量精度。DMD器件的出现,更推进了PMP技术的发展。本文重点讨论了位相测量轮廓术(PMP)测量中的典型问题,介绍了PMP的应用现状。     

位相测量轮廓术中相移误差分析及算法研究

光学三维测量广泛应用于机器视觉、实物仿形、工业检测、生物医学等方面.三维面形测量具有很高精度,位相测量轮廓术是其中一种重要方法.在这种方法中相移误差对测量结果的准确性影响较大,所以对于相移误差进行研究,其中进行补偿算法分析也是很有必要的.     

PMP测量系统中正弦光栅的优化设计

提出一种基于光强传递函数(ITF)正弦光栅的优化设计方法,并应用于相位测量轮廓术(PMP)系统进行复杂三维面形测量。PMP测量系统由光栅投影和变形条纹的信息采集系统组成。由于信息采集受到DLP、CCD以及环境等诸多因素的影响,整个系统的光强传递函数是非线性的。通过对该系统的光强传递函数的测量,可以看到其函数图像整体上为非线性,而局部的连续区间是线性关系。传统正弦光栅一般采取条纹对比度最大且灰度值范围最大化的设计方法,该设计在信息采集时存在非线性,影响PMP的测量精度。如果设计的正弦光栅的峰值和谷值正好落在传递函数线性区间的上限和下限,会提高PMP的测量精度;当峰值和谷值落在线性区间而对比度较低时,则会影响测量精度。因此,灰度值落在线性区且对比度最大化时的正弦光栅正是优化的最佳目标。实验验证了该方法的有效性。     

实物表面三维相位图定标的研究

本文提出了一种对实物表面三维相位图进行定标的方法。三维数字成像系统＾［５］所得到的三维相位图和实物表面相应各点高度的关系由光学系统的几何结构参数决定。本文首次从到理论上推导了这种对应关系,然后用实验加以验证,并对误差作了相应的估计。     

基于二进小波多分辨率逼近的层析三维数字化图像边缘检测研究

采用Ｂ样条小波来提取层析图像的边缘轮廓,用高斯函数为平滑函数,用Ｍａｌｌａｔ快速算法进行小波分解,分解出的局部极值就是层析图像多尺度边缘。这两种算法在不同的尺度下有不同的提取边缘细节的能力和抑制噪声的能力。做到了抑制噪声和提取边缘细节之间有机的统一。结果证明这种方法比传统的基于微分算子的边缘提取方法更适合于层析图像边缘轮廓的提取     

基于FPGA的高精度相位测量仪的设计

采用Altera Cyclone Ⅱ系列FPGA器件EP2C5,设计了高精度相位测量仪.测量相位差所需的信号源在FPGA内部运用DDS原理生成,然后通过高速时钟脉冲计算2路正弦波过零点之间的距离,最后通过一定的运算电路得到最终相位值,测相精度为0.01°.     

一种基于相位的往复压缩机实时状态监测产品

介绍一种基于相位的往复压缩机实时状态监测产品,研究了基于相位的数据分析技术的特点和优势.     

基于视频图像的车辆流量实时检测系统

基于运动车辆在视频图像序列中存在颜色变化,提出了基于颜色变化的城市道路车辆流量实时统计检测方法对检测带上的区域进行差分运算,从而快速地检测出运动的车辆;在识别中采用水平投影技术和双差分技术,能够方便、准确地确定车辆阈值并识别出车辆.路面实际检测结果表明该系统的正确识别率可达92%以上,实现了在交通中,对车辆进行智能指挥控制,引导各种车辆行驶,满足了实际应用要求.     

车辆轮对外型尺寸检测设备的研究

文中介绍了一种新型铁路货车轮对外形参数检测设备,它主要利用视觉系统进行非接触测量,通过工控机及PLC,实现了设备的自动化及信息化。重点介绍了设备的基本结构、控制系统、设备的工作过程。现场实践表明,该设备能够满足测量需求。