基于非相干成像的透明物体波前测量方法

提出一种新的波前测量方法 ,这种方法采用了非相干成像和相移技术 ,通过相移可精确测量位相物体引起的成像光线偏折 ,然后计算波前分布。测量中 ,利用PC机显卡的双屏功能 ,其中一个显示由计算机产生的正弦灰度调制光栅图样 ,CCD记录下经过待测物体后的变形条纹图样 ,根据相移技术可以完成对透明物体波前的测量。在这一技术中 ,由于调制光栅图样是由PC产生 ,因此光栅的周期和方向可以灵活设置 ,并可以实现精确的相移。计算机模拟和实验验证了这一技术的可行性。与传统的波前干涉计量相比较 ,这种方法具有结构简单、成本低、灵活性高等优点。     

区域标记法位相展开

在干涉型和结构照明型计量领域中 ,对具有病态特性的截断位相进行有效位相展开是这一领域中关键步骤之一。本文基于位相展开过程中出现的一些问题提出了一种新的算法 ,该算法利用区域标记的方法并结合虚拟极点的概念 ,针对展开过程中经常出现的由于极点问题处理不当造成的错误展开情况进行合理展开 ,以期获得更加合理的结果。本文给出的实验结果证实了这一算法的有效性     

时间位相展开方法研究进展

时间位相展开是位相测量领域内的一种很重要的位相展开方法,被广泛应用于干涉型和结构照明型计量领域中,包括散斑干涉与剪切干涉计量、波长扫描干涉术、先弹测量、位相测量轮廓术、傅立叶变换轮廓术等领域。本文详细分析了近十年所提出的时间位相展开算法的基本原理,讨论和比较了各种算法的设计方法、计算公式和适用范围,对时间位相展开方法的最新进展和应用前景进行了较全面的分析和评述。     

折反射全景成像系统

折反射全景成像系统能实现大于半球视场的全景成像 ,在视频会议、监视和机器人导航等领域有着广泛的应用。本文介绍了折反射全景成像系统的原理和主要类型 ,对单视点成像系统和非单视点成像系统进行了较为详细的讨论     

基于最大色差彩色组合编码的三维面形测量方法

为了克服光学三维传感中相位恢复困难的问题,提出了一种基于最大色差彩色组合编码的三维面形测量方法.这种方法的特点之一是使得垂直于条纹方向特定长度的颜色序列是唯一的,从而建立了空间位置与颜色的对应关系.特点之二是相邻条纹之间具有最大色差,因而具有最大可区分性.将得到的彩色组合条纹投影到物体表面得到变形条纹,通过计算各种颜色条纹相对参考平面上条纹移动的距离,可以恢复出物体的高度.实验证明,该方法需要获取的图像少、计算时间少、精度较高,具有很强的抗干扰能力.     

采用时间相位展开的高度坐标校准方法

在相位测量轮廓术中,需要建立空间相位分布和高度坐标之间的映射关系,这一过程又称为系统校准。本文提出了一种基于时间相位展开的高度坐标校准方法。对于模块校准过程中虚拟平面的连续相位分布的恢复以及它们之间准确相对位置的恢复问题,采用了负指数序列的时间相位展开。该方法具有过程简单的特点,对平面校准的标准偏差为0.20mm。实验结果证明了该校准方法的有效性和可行性。     

基于复Morlet小波的相位分析

针对基于结构照明的三维面形测量中的位相展开问题,提出了基于复Morlet小波分析的直接从条纹中提取自然相位的算法,并对其进行了理论分析、计算机模拟和实验,研究证明了可行性.该方法从一幅条纹图像中不需要进行相位展开就能够得到准确的相位分布方法,并且避免了传统相位方法所必须的复杂相位展开过程.当待测物体变化率比较大的时候,用传统傅里叶方法恢复得到的误差是-3～3 rad,而采用本文方法得到的误差是-2.5～0.5 rad,且对于顶部平坦部分基本没什么误差.对比分析表明,本文方法的精度要高于传统傅里叶方法.     

自由空间非对称与对称混洗网络的拓扑等价

为了解决非对称Omega Omega混洗网络的拓扑等价问题,提出一种新的方法.对Omega Omega网络的左或右半部分节点对应的二进制位进行逆操作,将取逆操作后得到的混洗网络与另一半混洗网络串联,中央级间的连接根据具体的规则采用简单蝶互连或复杂蝶互连方式,从而将非对称的Omega Omega混洗网络转变为对称的Omega-1 Omega或Omega Omega-1混洗网络,最后得到它们之间拓扑等价.     

利用灰度图减小Fourier变换轮廓术的频谱混叠

本文利用常常被人们忽略的灰度图中包含的频谱信息来减小零频分量对基频分量的影响。先记录一帧被测物体灰度图，然后投影正弦条纹到被测物体表面，记录变形条纹图。在对变形条纹图进行处理以前，先从变形条纹图中通过灰度图消除非均匀反射率对变形条纹的影响，得到均匀的变形条纹分布。文中给出的理论分析和实验结果可以证明：该方法可以限制零频分量的扩展，提高了FTP测量范围和精度，且测量系统简单，无相移装置。     

数字微镜器件的时空特性

数字微镜器件是一种新型的微电子、微机械、微光学集成器件，可广泛的用于大屏幕投影显示。实际上，数字微镜器件作为一种新型的空间光调制器，在光学信息处理和结构照明型三维传感中也具有广泛的应用前景。本文介绍了数字微镜器件和数字光处理器的基本原理，分析这种器件的时间空间特征，讨论了这种时空特性对结构照明型三维传感应用的影响。本文还给出了反映这种时空特性的实验结果。