干涉测长中的“最终小数法”

在用通过计算干涉系论数目的方法测量长度时,常用“正确小数法”,本文提出一种新的“小数计算方法——“最终小数法”,它是通过测量干涉条纹最终的“小数”级次来计算整数级次,从而达到长度测量的目     

气流场ESPI载频条纹图的消噪处理与相位提取方法

为拓展ESPI方法在流动可视化测量技术中的应用,对气流场ESPI载频条纹图进行了傅立叶变换、数字全低通滤波,和傅立叶逆变换的处理以消除散斑噪声,并直接将其替换为原散斑相关条纹图,进而成为保留了流场信息的高对比度、低噪声的灰度条纹图,便于提取原散斑图中流动相位信息.根据模拟数据确定了由这两种条纹图互换所引起的空间相移量和相应流场测量中的修正量.提出了用灰度扫描法对互换后的条纹图进行一维灰度扫描,由灰度计算得出气流扰动的一维相位差分布和流场一维温度分布;同时也用FTP法对该图进行了二维相位展开和温度分布计算,亦可对多帧条纹图进行时间轴上的逐点相位提取以计算其他流场参数.结果表明,计算数据与实测符合,方法简单易行,为在气流场参数测量中应用动态ESPI方法提供了一种实用有效的方法.     

基于单频正交线偏振光的激光波长直接测量方法

提出了一种激光波长的直接测量方法,将对未知波长的测量转化为干涉条纹信号整周期计数和两路干涉信号相位差的测量,不需要参考光源,能实现激光波长的大范围高精度连续直接测量。介绍了系统的光路结构和激光波长直接测量原理,设计了基于FPGA的整数干涉条纹计数和小数干涉条纹相位差测量的干涉信号处理方法。对He-Ne激光器测量实验结果表明:激光波长测量误差小于0.27pm,测量不确定度为4.5×10-7,由此验证了该方法的可行性以及干涉信号处理方法的有效性。     

基于激光干涉测振技术的压电陶瓷蜂鸣片质量监控

利用激光干涉技术和干涉条纹大小数拟合计数软件处理方法,研究测量低频微小振动,开展压电陶瓷蜂鸣片质量监控研究。介绍了基于激光干涉技术的振动测量研究方法,分析了压电陶瓷蜂鸣片在正弦电压驱动下,不同初始干涉光程差、不同振幅的振动产生的干涉信号及干涉条纹大小数拟合计数软件处理方法;建立了迈克尔逊干涉测振系统,运用干涉条纹大小数拟合计数软件方法,对不同正弦电压驱动的压电陶瓷蜂鸣片微小振动进行了测量。研究表明,基于大小数拟合计数软件方法的激光干涉测振技术可以有效测量微小振动,为压电陶瓷蜂鸣片质量监控提供一种有效手段。     

等倾光干涉测量中一种新的“小数”计数理论

介绍基于等倾光干涉原理测量位移量中，以最终条纹仪化的小数级次计量整数级次，或直接计量位移量的小数计数理论。它不同于迈克尔逊、Ｃ·Ｖ·杰克逊等人提出的“正确小数”理论。它在具体光学仪器上实践起来是切实可行的。     

改进的电子散斑干涉法

电子散斑干涉法在处理大面内位移物体时,因变形前后散斑场失配,相关性消退,干涉条纹严重退化,导致体现变形的相位信息无法准确获得.针对该问题,将二维数字散斑相关法引入电子散斑干涉法中,由散斑相关法探测导致散斑失相关的二维面内位移场,用数字的方法将失配散斑场进行再对准,使干涉条纹恢复.用离面位移敏感电子散斑光路得到离面位移,再与散斑相关所得的面内位移场相结合,可以求得物体三维位移.最后,对周边固定、中心加载典型试件进行了测量,结果表明该方法是合理可行的.     

结合二维信息的PMP三维测量相位展开方法

在基于光栅投影相位测量轮廓术的电子贴片安装印刷锡膏质量三维检测中,阴影、噪声和在线检测的快速性要求都使传统相位展开方法不能满足需要.结合该应用的实际工程条件,根据二维图像信息,可以改进相位展开方法:在测量对象平滑的区域,用基本原理法进行相位展开;在阴影、边界区域和三维异常的情形,分别采用质量图导向法和最小二乘法进行相位展开.实验证明该方法既保证了PMP包裹相位的正确展开,又提高了处理速度.     

改进的电子散斑干涉法

电子散斑干涉法在处理大面内位移物体时，因变形前后散斑场失配，相关性消退，干涉条纹严重退化，导致体现变形的相位信息无法准确获得，针对该问题，将二维数字散斑相关法引入电子散斑干涉法中，由散斑相关法探测导致散斑失相关的二维面内位移场，用数字的方法将失配散斑场进行再对准，使干涉条纹恢复，用离面位移敏感电子散斑光路得到离面位移，再与散斑相关所得的面内位移场相结合，可以求得物体三维位移，最后，对周边固定、中心加栽典型试件进行了测量，结果表明该方法是合理可行的。     

层析测量聚合物材料内部连续变化的离面变形场

结合时域相位解卷绕和相位对照谱域光学相干层析技术,提出了一种层析测量聚合物材料内部连续变化离面变形场的方法.该方法通过实时拍摄参考面与被测样件之间的干涉条纹,利用时域相位解卷绕方法复原出真实相位,解调出离面变形场的连续变化过程.该方法的特点在于测量速度快、灵敏度高、抗噪能力强,可以实现连续变化下的变形场层析测量.文中搭建了一套测量深度为6 mm, 深度分辨率为15 μm的实验系统,通过测量硅胶薄膜材料在固化过程和热变形过程的离面变形场,验证了该方法的可靠性.结果表明,这种高精度层析测量方法特别适用于聚合物材料变形场的动态力学特性研究.     

条纹投影测量系统标定方法研究

条纹投影测量方法具有无接触、测量精度较高、分辨率高等优点，是最可靠的三维测量方法技术之一。而系统标定的精度决定了测量数据的精度上限，是三维测量中至关重要的环节，所以本文分析比较了条纹投影测量系统已有的主要标定方法，包括有：反向投影法、三角关系建模法、隐式拟合法和神经网络法。从误差积累、系统搭建严格程度、操作复杂度、是否需要精密辅助装置、是否考虑镜头畸变以及测量精度等方面进行了对比分析，得出每种方法的优缺点及应用，并以精度相对较高的相位匹配标定法、多项式标定法和平面拟合标定法3种方法为例进行对比实验，综合方法特征与实验结果，得出标定方法选择依据：需要高精度测量应选择多项式拟合法，需要操作灵活应选择相位匹配法，同时对精度和灵活性有需求，应选择平面拟合标定法，对此类技术面向不同需求时选择适当的方法进行系统标定具有一定的应用价值。     

相位偏移gamma矫正方法的结构光三维视觉测量技术

为补偿结构光三维测量过程中的非线性gamma误差,提出基于相位偏移的gamma误差矫正算法,对三维结构光视觉测量与重构技术进行了研究.首先,对结构光测量的基本原理和基于正弦条纹光栅的结构光测量方法做了介绍;其次研究了基于相位偏移方法的gamma矫正方法,通过实验对矫正方法的有效性进行了验证;最后通过三维重构实验得到被测量的物体矫正前后的三维重构图像,并且对其进行分析对比.实验结果表明,设计的矫正算法有效降低了三维测量中gamma畸变造成的相位误差的均方根值,提高了测量精度,具有实用价值.     

双摄像机结构光三维测量系统自标定方法

针对双摄像机与投影仪结构光三维测量系统的标定问题,提出了极线约束条件下的自标定方法．依据极线约束理论,通过标定物上特征点与对应双摄像机的两个像点确定极线方程,建立了两个摄像机之间的平移和旋转关系矩阵．将多编码周期三角形灰度分布图案投射到标定物,获取特征点在投影仪上对应点的坐标,采用改进8点法建立投影仪与双摄像机关系矩阵的两个估计矩阵,利用对极距离为目标函数进行估计矩阵优化,得到双摄像机和投影仪的参数矩阵．采用该系统对平面和人脸进行了三维测量实验,结果表明平面测量的最大绝对误差不大于1．7mm,相对误差不大于0．18％,表明了该三维测量系统自标定方法的有效性．     

相位测量技术在人体尺寸自动测量中的应用

本文研究了一种新的人体非接触测量方法--投影条纹相位测量法.采用一般的白光照明,将光栅投影到人体表面,用掇象机将所形成的变形栅摄入计算机内的图象帧存贮器内,利用移相算法或付立叶变换法可以计算出图象上每个象素点的相位,进而可以计算出每个象素点的三维坐标以及人体的三维尺寸.     

一种基于校验块的三维人体测量校验法

三维人体测量技术已经成为制衣工业中解决合体度问题的一种重要手段。提出了一种使用校验块的新方法,用来校验基于结构光条纹投射的三维人体测量仪的系统误差。该方法仅利用一张条纹图像就可得到世界空间中六条线上的恢复误差。     

利用迈克尔逊干涉仪测量光学球面的曲率半径

提出了一种光学球面曲率半径的无损测量方法，它利用麦克逊干涉仪的白光干涉零级暗条纹测出平面与被测球面相交的圆直径及相应的矢高值后，便可求得球面曲率半径。测量过程中无测量力的影响，也不会损坏被测件表面，而且测量时对被测件安装定位无特殊要求，误差环节少，具有实用意义。     

光弹性复合材料梁应力分析与条纹值测定

研究了纤维增强光弹性复合材料梁在正对称，反对称集中荷载作用下的应力特征，提出了用两根直梁在正对称和反对称四点弯曲作用下，分别直接测定正交异性光弹性的3个材料条纹值fL、fT、fLT的新方法，与现有的两种方法相比，新方法概念明确，应用方便。     

相位测量轮廓术中一种快速的系统标定方法

传统的系统标定和相位测量是分开进行的,所测量的是物体相对于参考面的高度.提出一种快速的系统标定方法,用块规代替传统方法中由机械移动装置控制的标准平面,在块规表面采样标定点完成系统标定,实现系统标定与待测物相位测量的同步进行;当待测物支撑面与参考面不重合时,依然能准确测量物体相对支撑面的高度.对一高度为14.00 mm的立方块测量的结果显示,当其支撑面相对参考面发生纵向移动或倾斜时平均相对误差不高于1.35％,均方差小于0.15 mm.该方法简化了标定过程,在实际应用中更具普适性.     

二诱骗态相位匹配量子密钥分发方案

相位匹配协议是最近被提出的一种能突破密钥容量的量子密钥分发协议,其安全性得到了理论和实践的证明.针对实际应用中光源的非理想性,基于弱相干态光源,提出了一种二诱骗态相位匹配量子密钥分发方案.该方案在简化参量计算式的同时,仅采用2个诱骗态(真空+弱诱骗态)对求解最终密钥生成率的必要参数进行了估计;随后以光纤信道为背景,对该...     

双频投影栅线法物体轮廓测量技术研究

在光学投影栅线法测量物体三维轮廓理论的基础上,本文提出了双频投影栅线法物体轮廓测量技术,通过两种不同频率的光栅投影图,能够直接得到包含物体高度信息的绝对相位值,能够实现具有陡峭边沿物体的测量,实验结果表明,利用该方法能够显著提高物体轮廓测量精度.     

格雷码与相移结合的结构光三维测量技术研究

为了准确地获取投射光的投射角,本文引入了格雷码与相移结合的编码解码方法,该方法可对投射角空间进行连续划分.给出了针对本测量系统的相移投射图案及相位公式,再将该相位与采样点对应的格雷码结合可得到绝对相位,并给出了绝对相位到投射角的转换公式,从而确定采样点的投射角.本文还分析和解决了解码过程中存在的格雷码和相移周期错位问题,最后给出了重构仿真实验结果.