旋转二维激光雷达测量系统及其标定方法

为了实现利用单个二维激光雷达获得被扫描物体 的三维信息,提出了一种旋转二维激光雷达三维 扫描测量系统及其标定方法。确定了系统的组成和扫描测量原理,建立了系统的数学模型。 针对现有激光 雷达扫描测量系统参数标定方法不能线性求解的不足,提出了一种基于特定结构标定件的系 统参数线性标 定方法,分析了该标定方法的原理及步骤,并通过上述原理建立线性方程组实现了系统外参 数的求解。组 建了实验系统,制作了标定件和被测量件,利用标定后的激光雷达测量系统对被测量件进行 扫描。实验结 果表明,旋转二维激光雷达测量系统测量值和三坐标测量机对应测量值之间的最大差值为6.84mm,在二维 激光雷达测量误差±30mm之内,完全满足实际测量精度要求。     

彩色三维激光扫描系统结构参数的优化设计

介绍了彩色三维激光扫描测量系统的工作原理 ,推导出空间三维坐标的光平面方程测量模型。提出了系统结构参数的优化设计方法 ,进行了优化实验 ,根据实验结果 ,确定了测量系统的最佳参数值。基于这些参数建造的测量系统 ,在 2 5 0mm× 2 0 0mm× 5 0mm测量范围内 ,测量误差小于 0 1mm。     

细水雾流场三维LDV测量

三维LDV（Laser Doppler Velocimeter)系统基于多普勒频移和多普勒相位差原理,可以用于流动速度测量。本文阐述LDV流动速度测量技术,并对超细水雾流场进行了三维速度测量,得到了合理的实验结果。     

三维曲面激光快速自动测量系统

本文介绍了一种采用激光和ＣＣＤ光电子技术非接触三维曲面快速自动测量方法，阐述了该测量法的光学三角几何学测量原理。介绍了利用这种测量系统的配置，测量过程和测量数据采集与处理，用该测量系统对轿车模型作了实验测量，并取得了良好的实验结果，不仅生成了轿车模型的三维曲面立体图形，而且与实际模型基本吻合。     

基于数字条纹投影的三维形貌测量技术研究与实现

根据投影机和照相机的光学成像原理,借用双Ig测量系统的标定方法搭建了一套测量精度高、标定过程自动化的基于数字条纹的三维形貌测量系统,并采用最新的相位展开技术用较少的条纹图像完成相位展开,通过对人脸石膏像进行测量实验,验证了系统模型和测量方法的正确性。     

近场数字摄影测量技术在三维测量中的应用

基于近场数字摄影测量术建立了用于三维测量的工业视觉系统。本文介绍了近场摄影测量原理、测量系统定标、测量实验及结果,提出用最小二乘的广义逆法求解非线性方程组解决系统的畸变问题。     

激光自动变位测量汽车三维形状的研究

介绍了一种将激光和ＣＣＤ用于测量汽车等大型三维曲面形状的光学三角自动变位测量方法。分析了该测量方法的原理和过程。介绍了实验系统和测量实验，并给出了实测结果。较好地解决了测量精度与位移的关系。结果表明这种测量法具有一定的实用价值。     

基于数字全息层析的温度场三维检测方法

提出一种结合数字全息干涉测量原理和计算层析迭代原理的温度场三维检测方法。首先,基于光纤传导的离轴数字全息光路,通过旋转记录多角度的数字全息图。然后,对全息图进行数值重构,获得多角度上的定量相位分布,以此作为计算层析迭代的投影数据,并采用层析迭代算法重建三维折射率场分布。最后,基于折射率与温度之间的关系,反演得到三维温度场分布。基于上述方法搭建了实验系统并开展实验验证,实验测量结果与温度场预测分布基本一致,证明了该方法在对温度场三维检测的可行性。     

空间编码高速三维轮廓测量--系统和实验

本文给出了空间编码高速三维轮廓测量的实验系统和实验结果,在此系统中利用了一个空间光调制器（ＳＬＭ）作为编码器件。文中简要叙述了ＳＬＭ的工作原理,说明其完成空间编码的机理。还给出了测量系统的标定方法,分析了该系统的测量速度与精度。     

基于数字投影的三维形貌测量系统的实现

随着科学技术和工业生产的发展,三维形貌测量技术在机器视觉、工业监控、机械工程和医学检测等领域的应用日益广泛。在三维形貌测量系统中引入数字投影设备,并且由计算机进行控制,以达到自动化测量的目的,在很大程度上推动了三维测量技术的发展。文中从理论和实践两方面深入研究了基于数字投影的三维形貌测量技术,对其测量原理进行了分析,并且对傅里叶变换形貌测量法（FTP）和相移形貌测量法（PSP）进行了研究,搭建了实际的实验系统,并且通过实验比较了这两种测量方法的优劣。     

脐带血与先天性心脏病患儿红细胞的光谱分析

为了探讨脐带血红细胞和先天性心脏病患儿红细胞的内容物的改变情况及其变化机理,为先天性心脏病的产前诊断提供有用信息,采用激光光镊喇曼光谱系统,测定了脐带血红细胞与先天性心脏病患儿红细胞的喇曼光谱,通过对两者喇曼光谱进行比较分析,发现脐带血红细胞与先天性心脏病患儿红细胞的光镊喇曼光谱有较大的差异。与脐带血红细胞相比,先天性心脏病患儿红细胞的整体谱线偏弱,部分的特征谱线发生位移。该研究结果将为提高胎儿先天性心脏病的检出率提供一种新的、快速简便的光谱分析手段,为临床诊断提供有力的实验依据。     

复杂曲面有色金属3维激光拼焊的跟踪控制研究

为实现复杂曲面有色金属高功率激光拼焊过程中3维拼缝的精确跟踪,采用拼缝实时测量并进行拼缝形变动态补偿的方法,开展了基于7轴联动的3维拼缝焊接-测量一体化控制算法和关键技术的研究,包括运动控制数学模型、焊接与测量路径规划、焊接过程的实时检测与动态补偿等,并用4kW光纤激光器进行了厚度3mm以下有色金属焊接试验,验证了所提出的算法。结果表明,研究的3维拼缝焊接-测量一体化控制系统能够快速、准确地实现3维拼缝的实时焊接与动态补偿,满足3维焊接的跟踪控制精度要求。     

Al2O3陶瓷的激光三维雕刻实验研究

基于激光三维雕刻对单层雕刻深度的工艺需求,采用不同雕刻工艺参数对Al2O3陶瓷进行雕刻实验。详细分析了工艺参数对单层雕刻深度、雕刻质量的影响以及激光雕刻陶瓷的机理,并建立起激光雕刻深度的数学模型。当激光输出功率为12.2A、重复频率为2kHz、激光扫描速度为25mm/s时,陶瓷试样的单层雕刻深度最接近0.1mm,同时获得较高的雕刻质量。利用实验中获得的参数数据进行了三维实体的雕刻并给出了应用实例。结果表明,分层成形原理可以应用于激光雕刻领域,三维雕刻系统能够在陶瓷表面直接加工真正的三维图形。     

一种高分辨率3维图像的自适应降噪算法

为了获得高保真3维图像,采用了一种针对高分辨率3维图像的自适应均值降噪算法。首先使用一种由激光器、高分辨率3维相机、直线电机和计算机等设备组成的线激光高精度3维测量实验系统对自然纹理皮革进行测量。然后针对系统测量所得的高分辨率3维自然纹理图像(每英寸点数大于1000),进行了理论分析和实验验证,取得了降噪后的高保真3维图像数据,并与传统的均值滤波、小波变换滤波的降噪效果进行对比。结果表明,该算法能自动选取最优的降噪窗口,有效地去除3维图像的噪声信息,并保留高分辨率图像丰富的边缘、细节信息,最终得到高保真的高分辨率3维自然纹理图像。该实验结果对于高分辨率图像的降噪问题是十分有帮助的。     

提高激光三角法测量精度的新方法

激光三角法是一种几何测量的重要方法,目前已广泛用于测量位移和三维面形,但这测量系统的测量精度不高,一个主要的问题就是光源光强不稳定;本文提出用光学双稳装置来稳定激光光泊的光强,并用于测量金属板材,实验结果：将光学双稳装置用于激光三角法使系统的测量精度大大提高。     

融合LIDAR 的激光同步扫描三角测量系统的设计

为了实现对远近距离的物体进行三维测量,扩大系统的测量范围,建立了融合LIDAR的激光同步扫描三角测量系统。对该系统的原理、系统设计及器件选型进行研究。首先,根据同步扫描机制,在普通三角测量的基础上融合LIDAR技术,并推导出三维点的计算公式。接着,根据系统设计要求,介绍了激光器、接收透镜、反射镜、二向色镜、扫描伺服电机、LIDAR接收器以及相机的选型等。然后,根据选型的结果,设计机械结构。最后,通过Zemax对搭建的光学系统进行光路仿真,验证原理的可行性;并在现实环境中,对APD的回光量进行测试以及对实际物体进行扫描并获得三维点云。实验结果表明,该系统的设计是可行的。     

PSD空间三维非线性修正技术的研究

提出了一种长距离激光准直测量中的位置敏感探测器(PSD)空间三维非线性修正技术,研制了在三维空间内测量二维PSD非线性的自动标定系统.在长达78 m的准直测量范围内,对二维PSD的非线性特性进行了标定实验,实验结果表明,PSD与激光源距离不同时,其非线性特性具有很明显不同.利用多层前馈神经网络建立了入射光实际位置与二维PSD输出坐标以及准直距离间的空间三维映射关系,进而对PSD的空间三维非线性进行修正.非线性修正后的PSD读数误差,在整个测量范围内表现为不大于±0.012 mm的随机误差.     

回旋壳体内外曲面三坐标激光非接触测量系统的设计与实现

本文介绍了一种回旋壳体内外曲面三坐标激光非接触测量系统的设计与实现。该系统采用激光和CCD等技术实现了被测体表面快速自动扫描。论述了系统设计思想 ,介绍了该系统的组成。讨论了激光非接触测量头测量原理及系统测量过程 ,最后介始了系统主要技术指标。     

回旋壳体内外曲面三坐标激光非接触测量系统的设计与实现

提出了一种非镜面回旋壳体内外曲面三坐标激光非接触测量系统的设计与实现。该系统采用激光和CCD等技术实现了被测体表面三坐标快速自动扫描。论述了系统设计思想 ,介绍了该系统的组成。讨论了激光非接触测量头测量原理及系统测量过程 ,最后介绍了系统主要技术指标。     

新型通用式激光扫描封头检测仪

为了克服封头在传统检测中存在样板测量尺寸单一、人工读数精度低、制板耗费资源等缺点，采用激光测距2维轮廓连续扫描方法，设计了一种适用于检测不同尺寸封头形状偏差的非接触式激光检测装置，介绍了激光扫描封头仪的工作原理、扫描方式、系统组成以及各系统具体设计方法，并对内径为800mm的封头进行了实验验证。结果表明，此激光扫描封头检测仪的理想精度可达1mm~2mm，可实现高精度、高效率、自动化检测。