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次条纹积分法解调位相的三维面形测量 总被引:1,自引:1,他引:0
提出一种新的条闰相分析技术用于三维面形自动测量。将光栅图案投影于物体表面上,投影像随物体三维面形变形,形变的投影像用次条纹积分算法分析,求出位相变化和相应的三维面形。 相似文献
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利用空间坐标变换的三维测量系统 总被引:6,自引:0,他引:6
提出了一种新的三维面形测量合成方法,它可以用于大物体及具有复杂而形物体的多次测量,本文将空间坐标变换理论引入到三维面形测量中,并阐述了基于此物相转换方法及图像合成方法。测量结果表明,本方法可以基本消除传统方法中存在的问题,解决了三维测量中的一个瓶颈问题。 相似文献
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昆虫飞行过程中,翅翼会出现扭转、弯曲、卷翘等交叠现象,各个翅翼间相互遮挡,导致传统光学测量无法直接分辨其飞行姿态。针对透明膜翅的相互遮挡问题,提出基于荧光偏振分像的三维数字图像相关方法,进行多翅翼结构的三维全场变形测量,解决翅翼遮挡的动态测量问题。根据偏振成像原理,采用反射镜、偏振镜与分光棱镜组合的分光光路,实现单个偏振相机测量单色翅翼的三维形貌;结合荧光散斑的光谱特征,在各个相互遮挡的翅翼上制作不同散斑荧光,利用带通滤波片分离各个翅翼上特定光谱的荧光散斑,实现多个翅翼的独立成像和同步测量。开展等厚度薄板相对面形貌、变形的测量实验,标定多个相互遮挡面的测量精度。测量昆虫(知了)翅翼交叠的不同形态,给出了任意相互遮挡翅翼的三维姿态,验证测量方法的可行性。 相似文献
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傅里叶变化轮廓术将结构光投影与傅里叶条纹分析相结合,只需一帧变形条纹就可以重建被测物体三维面形,是动态三维面形测量中的首选。选择最适用于傅里叶变换轮廓术测量系统的二值条纹编码方法,对二值化后的正弦条纹进行离焦投影,既克服了普通商用数字投影仪的刷新频率限制和非线性响应影响,又能充分利用光学成像系统的低通滤波特性获得很好的高速正弦光场。设计搭建了一套高速离焦投影条纹并同步采集的三维面形测量系统,利用该测量系统对高速旋转的散热器风扇进行测量,得到任意采样时刻风扇扇叶的三维面形信息,重建完整的风扇转动过程。能进一步分析散热器风扇扇叶在高速转动过程中的形变,为散热器风扇材料选择以及改善其性能提供可靠的测量技术方案与原始数据,有效地拓展了动态三维面形测量的应用。 相似文献
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动态傅里叶变换轮廓术是将结构光投影和傅里叶变换理论相结合的三维面形测量技术,它只需一帧变形条纹就可以恢复物体的三维面形,且速度快、精度高、易于实现,被广泛应用于各领域的动态三维测量。利用动态傅里叶变换轮廓术对扬声器在给定激励源频率下的振动过程进行动态测量,得到扬声器纸盆不同频率振动的三维面形数据。结合扬声器发声的机理,通过对振动扬声器三维面形数据的处理和分析,得到扬声器纸盆局部任意时刻的形变量,分析了产生纸盆自身形变量可能的原因,探究了纸盆振动对扬声器性能的影响,为扬声器的设计和改进提供依据。 相似文献
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反射镜是光学仪器的核心元件,其面形的精密测量一直是研究领域的重要内容。利用光场调控产生大小灵活可变的空间周期性分布的光学点阵,并提出了一种基于二维光学点阵形变实现面形快速测量的方法。结合几何光学和空间三维变换理论,建立了二维光学点阵几何形变量与反射镜三维面形的数学关联模型,并提出了基于点阵质心的面形重构算法,研究分析了测量方法的测量范围和单像素点分辨率,并对反射镜进行了多倾角的实验测试,实现了对直径为10.5mm的反射镜的亚微米级的测量。通过将测试数据与商用干涉仪的测量数据进行比较,验证了所提方法的可行性。该方法具有测量精度高、速度快和适应强等特点。 相似文献
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数字相移技术用于不连续复杂物体的三维面形测量 总被引:2,自引:0,他引:2
提出了一种检测不连续复杂三维物体面形的技术,即数字相移技术结合查找表双频解包裹算法,用于不连续复杂物体的面形测量。首先介绍了数字相移技术和查找表双频解包裹算法的基本原理,然后通过实验实现了对不连续复杂物体的三维面形测量。结果验证了所提出的测量方案的有效性。 相似文献
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将神经网络引入基于结构光投影的复杂物体三维面形测量。在测量过程中,利用神经网络强大的函数逼近能力,得到离散条纹图的连续逼近函数,从中解出物体的相位分布信息,获得物体的三维面形分布。应用神经网络方法,在结构光投影条件下,只需要获取一幅条纹图,便可以完成复杂物体的三维面形测量。该方法相比传统的傅里叶变换轮廓术,不存在滤波操作,不会在测量过程中丢失被测物体的高频分量,具有更高的空间带宽积和灵敏度,能准确测量出复杂物体的细节,更加适用于恢复复杂物体的三维面形。并且该方法在条纹图存在阴影的情况下与傅里叶变换轮廓术相比,能更好地提取出物体的相位信息,恢复物体的三维面形。模拟及实验均验证了该方法的可行性。 相似文献
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为了满足现代工业所需的大纵深物体的三维形貌获取需求,解决传统结构光三维形貌获取技术纵深较小的问题, 借助集成成像这种阵列式多视点获取技术,构建了基于集成成像的大纵深物体的三维形貌获取技术。从集成成像原理出发,分析了集成成像三维物点和同名像点之间的关系,得到集成成像光学获取系统参数和三维物体纵深极限之间的关系。在此基础上,利用相机和电动平移台构建了扫描式相机集成成像三维形貌获取系统,并对纵深从600 mm到3 600 mm相对独立的2个物体构建的大纵深三维物体进行了形貌获取。光学实验结果显示,该集成成像大纵深物体三维形貌获取技术能够单次获取纵深为3 600 mm的三维物体的三维形貌,为大纵深物体的三维形貌获取提供了技术支持。 相似文献
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Jing Xu Bingtuan Gao Jinhua Han Jianguo Zhao Shaoli Liu Qiang Yi Zhengda Zhao Huabin Yin Ken Chen 《Optics & Laser Technology》2012,44(3):587-593
In this paper, a one-shot composite pattern based on three-step binary stripe pattern is developed to meet the demand of real-time 3D shape measurement for complicated objects. Theoretical analysis and numerical simulation prove that the proposed pattern can provide higher accuracy than the composite pattern based on the traditional three-step phase shifting. Furthermore, the significant advantage for the proposed composite pattern is that it can provide the unique location of the stripe boundary, resulting in the elimination of the ambiguity which usually arises for measurement of complicated object with the phase shifting method. The proposed composite pattern has been implemented to measure three different complicated objects. The results demonstrate that it is appropriate for the real-time 3D shape measurement. 相似文献
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The recent needs of analysis and visualization of variable in time real 3D objects in many applications require development
of new approach towards combining rapid 3D shape acquisition and the methodology of data processing in order to perform visualization
and analysis of real 3D dynamic objects. In this paper, the general concept of visualization system of data gathered by means
of optical 4D (x,y,z,t) shape measurement system is presented. The concept of a virtual camera, as the mean for interactive
object visualization is introduced. The experimental results for processing of simulated and real variable in time 3D object
are presented and discussed. The directions of future works focused on full implementation of the concept are introduced. 相似文献
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Many three-dimensional (3D) shape measurement techniques in stereophotogrammetry with temporal coded structured illumination are limited to static scenes because the time for measurement is too long in comparison to the object speed. The measurement of moving objects result in erroneous reconstructions. This is apparent to reduce measurement time to overcome this limitation, which is often done by increasing the projection rate for illumination while shrinking the amount of images taken for reconstruction. The projection rate limits most applications in its speed because digital light processing (DLP) projectors, which are widely used, bring a limited projection rate along. Our approach, in contrast, does not take a DLP. Instead we use laser speckles as projected patterns which are switched using an acousto-optical deflector. The projection rate is 10× higher than what the fastest stripe projection systems to our knowledge achieve. Hence, we present this uncommon but potential approach for highspeed (≈250 3Dfps= [3D measurements per second]), dense, and accurate 3D measurements of spatially separated objects and show the media that emphasizes the ability of accurate measurements while the objects under testing move. 相似文献
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The grating fringe on the reference plane is broadened in the intersecting axis system because of oblique-angle projection. In order to solve this problem, we study the theoretical model of the temporal phase unwrapping method based on the fringe cycle correction. We also study the 3D shape measurement theoretical model of the larger complex objects after considering the coordinate deviation and lens distortion. Experimental results demonstrate that the fringe cycle on the reference plane can be corrected to a constant value, the lens distortion can be corrected, and 3D shape of larger complex objects can be accurately measured. 相似文献