结构光三维视觉测量关键技术的研究

结构光作为一种主动式、非接触的三维视觉测量新技术,在逆向工程、质量检测、数字化建模等领域具有无可比拟的优势。为提高结构光视觉测量的精度、自动化程度,在一些关键技术上提出了有效的方法;并设计了基于标志点的数据拼接技术和移动式结构光三维视觉测量系统,扩大了结构光系统的测量范围;最后介绍了测量点云数据后期处理方面的研究成果。     

VC4468E智能相机在光电自准直系统中的应用

针对基于PC的光电自准直系统便携性较差的缺点,设计了一种基于智能相机的光电自准直系统,采用VCdd68E型面阵CCD智能相机作为图像接收器件,利用光学自准直原理实现二维小角度的测量。对智能相机所采集的十字丝图像进行了二值化、小区域消除、亚像素定位等处理,采用最小二乘高斯拟合和直线拟合求边缘中心的方法保证了测量精度。与传统自准直方法相比,该方法在保证原系统精度的基础上,消除了读数误差,提高了系统的便携性,实现了测量的自动化。     

激光准直高斯光斑中心位置计算方法分析

结合一种用于大孔同轴度测量的激光准直系统,分析高斯光斑能量中心坐标的几种常用计算方法:对称法、曲线拟合法和重心法。准直系统用单模尾纤半导体激光器作光源,用CCD探测器接收激光光斑。重心法计算时该实验装置实验室内6m距离上的方向稳定性达到1 5×10-6的量级。实验表明重心法有效利用光斑全场数据,对光强分布缺陷不敏感,分辨率和示值重复性都优于对称法和曲线拟合法。     

数字图像相关中亚像素算法的比较

数字图像相关法通常用于测量物体的位移和形变,对数字散斑相关法中的二次曲面拟合法、拉格朗日插值法、梯度法3种亚像素算法进行了研究。通过数值模拟实验,对上述亚像素算法进行了综合比较,结果表明,在上述算法中梯度法的精度最高。     

光纤布喇格光栅色散测量的低相干干涉方法

用低相干干涉方法测量光纤布喇格光栅色散.通过对采集的干涉图数据进行离散傅里叶变换处理,提取相位,最终得到作为波长函数的群时延.获得实验结果只需几分钟时间,重复性优于5 ps.结果表明采用低相干干涉方法测量光纤布喇格光栅色散是可行的.     

图像测量系统中一种直线特征的识别方法

基于对PVC塑钢门窗断面测量的研究,提出了一种对二维平面中大量直线特征的自动识别方法.从被测断面图像中提取边缘特征,根据型材中各直线的图纸坐标,和图纸、图像坐标间的关系,可识别出断面边缘图像中的多条直线特征.将这些直线的数据存储,就可用于断面几何参数的测量.针对断面尺寸偏离图纸公称尺寸的情况和噪声的存在,给出了识别正确性的理论分析.最后,根据图像中识别出的直线上各点的坐标,拟合出了直线方程.     

数字近场摄影测量中几种靶点中心计算方法的比较

数字近场摄影测量中计算靶点中心方法有多种.通过实验对二值法、周长平均法、灰度平方法、灰度法等四种求靶点中心的计算方法进行评价比较,结果表明采用二值法可使产生的误差最小也最稳定,其它由优至次依次为周长平均法、灰度平方法、灰度法.     

线结构光传感系统的快速标定方法

针对现有线结构光传感系统标定过程中对设备要求高、标定过程繁琐等问题,提出一种基于三点透视模型的快速标定方法.引入一个可自由移动的平面靶标,靶标上只需要共线且相互位置确定的3个特征点,利用共线三点建立三点透视数学模型,根据3个特征点以及光条纹在摄像机像面的成像信息,获取了光平面上标定点在摄像机坐标系下的坐标.平面靶标在视觉范围内任意移动几个位置,得到光平面上多个标定点坐标,从而确定光平面方程.实验证明,该方法平均相对测量误差约为0.72%,标定时不需要昂贵的辅助调整设备,也不需要求解坐标系之间的转换矩阵,简单、快速,适合现场标定.     

高非线性光子晶体光纤中布拉格光栅的制作

采用相位掩模版法实验研究了高非线性掺锗光子晶体光纤中布拉格光栅的制作。实验中采用的光子晶体光纤的非线性系数约为12 W^－1km^－1,模场直径约为2.4 mm。 分析了布拉格光栅的反射率随着曝光脉冲数的变化,随着曝光脉冲数的增加其反射率逐渐达到饱和,继续增加曝光量发射率开始下降。实验验证了可以在高非线性光子晶体中写入布拉格光栅,得到光栅的反射率为44.4%,这对于研究光纤布拉格光栅的非线性效应和应用具有重要意义。讨论了影响布拉格光栅写入效率的因素。