用快速傅里叶变换实现双曝光散斑场的全场信息再现

本文应用大模块2-D FFT,实现了双曝光散斑计量的全场信息和数字再现,并就目前用数字方式对双曝光散斑全场信息再现时所面临的困难进行了讨论.     

数字散斑干涉术物体形变测量

基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图,用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹.设计高斯低通滤波器,对干涉条纹进行处理,提高了干涉条纹的对比度.提出扫描条纹中心行方法,由条纹中心行一维位相分布获得一维物面变形,实现了散斑干涉条纹的自动判读.试验表明,该方法简洁且实用.     

散斑照像计量中全场信息分布的统计学模型

本文论证了以散斑照像计量中计量场的系综平均值代表变形信息这样一个基本观点,明确了散斑照像计量中信息的识别是对单一样本计量物所进行的统计识别,进而建立了全场滤波技术中信息分布的统计学模型,并以此解决了测量范围及测量灵敏度等问题。     

基于图像处理技术的数字散斑照相

提出一种新的数字散斑照相计量方法,该方法研究将ＣＣＤ和计算机相结合,在自然光照下了对被测量物体照相,通过一种快的图像处理,直接提取物体变形信息。突破光测的激光照明及傅里叶变换模式,实现光测量技术真正自动化。     

数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹用于非连续表面动态变形测量（英文）

为解决传统相位解包裹法不能够用于非连续表面的动态变形测量的缺点,在详细阐述基于时空三维相位解包裹技术的数字散斑干涉术的工作原理和测量步骤基础上,应用数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹测量非连续表面动态变形.实验证明,当采用每秒70帧的普通相机拍照时,可实现最快形变速率为25.12μm/s的非连续表面动态变形测量.本文所提方法扩展了数字散斑干涉术的测量范围,增强其应用能力.     

激光散斑技术与水工建筑物

散斑干涉计量术是七十年代发展起来的一门新兴技术.当用激光照射物体表面时,其漫反射光相互干涉形成了随机分布的斑点,该斑点称为“散斑”(speckle).散斑在六十年代初兴起的激光全息术中曾被作为相干噪声力求消除掉的.1968年。Burch和Tokavski指出[1]。用全息底片将物体表面的随机分布的散斑与物象一起拍摄下来而得到的散斑图。可用来获得物体表面变形(位移)的信息.Archbold, Burch和Ennos等人于1969年利用激光散斑法研究振动问题[2]。并且在1970年成功地进行物体变形的定量分析[3,4].1974年,Evans和Boone等人利用散斑相关原理测量断裂力…     

一种利用散斑干涉和灰度等级测量纳米级位移的新方法

为了解决散斑干涉计量中亚波长位移测量的困难，相移技术被广泛使用，但相移技术有其固有缺点，应用非常麻烦。这里提出一种不同于已往相移技术的全新微小位移测量方法。即把灰度等级法和散斑干涉计量相结合以实现对亚波长位移或变形的测量。克服了散斑干涉计量中变形或位移小于半个波长不产生完整条纹时计量困难的缺点,论述了其测量原理并进行了实验。实验结果很好地证明了上述方法的可行性。为精密散斑干涉计量提供了一种更简单有效的方法。     

散斑计量技术—走向工程实用化的技术

散斑计量技术是在现代高科技成果如激光技术、视频技术、电子技术、信息与图像处理技术、计算机技术、佤息、精密测试技术等基础上发展起来的有效工程检测技术，它具有全场、无损、灵敏、实用的优点，因而得到了迅速发展和广泛的应用，散斑计量技术的最终目的是走向工程实用化，实现现场在线测量，随着它的发展，必然会在科学研究和工程实际中发挥重大的作用。     

双功能数字散斑干涉位移及空间梯度同时测量

为了满足无损检测中复合材料在复杂载荷下多参数变量评估的需求,提出了一种基于光路复用的双功能数字散斑干涉系统,能够同时实现数字散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量功能.通过控制其中一个反射镜-波片组合,当该组合离位时,构成数字散斑干涉测量光路,实现离面位移测量;当该组合在位时,构成数字剪切散斑干涉测量光路,实现离面位移空间梯度的测量.测量过程中只需简单切换该组合的位置就可以实现单次加载下被测物体表面离面位移及其空间梯度的同时测量.该系统光路结构简单、切换效率高,能够同时获得高质量的位移及空间梯度测量结果.实验证明,双功能数字散斑干涉系统既具备高抗干扰能力,又具备高灵敏度测试能力,适合复合材料无损检测现场使用.     

全息干涉计量中干涉计量场的统计特性

本文运用统计学方法推导了全息干涉计量中散斑计量场的统计特性.证明了:干涉计量场的复振幅为复圆高斯随机变量;干扰计量场强度的概率密度服从负指数分布;散斑干涉计量场的系综平均值代表变形信息.     

Measurement of curvature distribution using digital speckle three-shearing aperture interferometry

Digital speckle three-shearing-aperture interferometry used for the measurement of curvature distribution fields of a deformation object is proposed for the first time. In this method, pure curvature distribution fringes without containing slope distribution fringes can be obtained by using digital speckle three-shearing-aperture interferometry. Two specklegrams, one before and the other after object deformation, are recorded by a CCD camera and stored in a computer. A 2-D fast Fourier transform (FFT) and a 2-D inverse FFT (IFFT) are performed on the two specklegrams. The subtraction of the transformed specklegrams will produce curvature distribution fringes, and the speckle noises in curvature distribution fringes can be removed after these fringes pass through low-pass filtering. Results from theory and experiments are in good agreement.     

数字散斑条纹图的滤波方法

在现代数字散斑测量方法中，一般采用减模式来产生数字散斑条纹图，它是进一步图像处理的信息载体，同时不可避免地附带有大量的乘性噪声。为了保证测量精度，在进一步图像处理前必须对其进行降噪，选择合适的滤波方法显得尤为重要。在多年实际经验及阅读了大量文献的基础上，该文对国内外常用的数字散斑干涉条纹图滤波方法进行了分类阐述，选择了一些有代表性的方法予以实现，给出实验结果，并进行了对比分析。最后对数字散斑干涉条纹图滤波方法的发展方向给出了自己的看法。     

A stereoscopic digital speckle photography system for 3-D displacement field measurements

Stereoscopic digital speckle photography offers a technique to measure object shapes and 3-D displacement fields in experimental mechanics. The system measures the displacement of a random white light speckle pattern, which somehow is present on the object surface, using digital correlation. This paper describes a general physical model for stereo imaging systems. A camera calibration algorithm, which takes the distortion in the lenses into account, is also presented and evaluated by real experiments. Standard deviations of small deformations as low as 1% of the pixel size for in-plane deformations and 6% of the pixel size for the out-of-plane component are reported. Using the calibration algorithm described, the main source of errors is random errors originating from the correlation algorithm.     

散斑面内形变场检测系统设计

数字散斑测量是一种非接触、全场测量的高精度光测方法。该系统由散斑生成装置、数据采集装置和数据处理装置三部分组成。散斑生成装置将扩散的激光束投射到待测物体上,用接收屏接收物体散射生成的散斑图像。数据采集装置主要由CCD和数字采集卡组成,CCD拍摄散斑图像,并将其传输给数字采集卡,经采集卡转换成数字图像,以矩阵形式输入到数据处理装置。数据处理装置根据光学相关识别技术设计的检测程序对采集到的数字图像进行相关运算,通过对相关峰的准确定位来获取物体的形变信息。     

Measurement of 3-D displacement of cambered mirror of cryogenic optical system using white light speckle method

We report a method measuring 3-D displacement of cambered mirror for cryogenic optical system using white light speckle photography with double light sources and double cameras. Data acquiring and processing based on a digital image processing system is described. The 3-D displacement and displacement vector distributions in two low-temperature ranges are measured.     

散斑照相术的三维位移正确分离方法及应用

本文针对散斑照相术中存在的三维位移分离问题进行了详细讨论.利用散斑杨氏条纹图的基本特性和物体变形的连续性提出了正确分离三维位移的方法.使得散斑照相术在三维变形测量方面得到了进一步完善.最后给出了 CMO620型车床主轴的三维热变形结果.     

时间序列动态散斑相关跟踪测量原理及其应用

在对散斑场的特性进行研究与分析的基础上,提出了时间序列动态散斑相关跟踪测量法,它弥补了一般散斑相关法不适合大变形测量的缺点,扩大了散斑相关法的应用范围.运用这种方法不仅可以测量大动态范围的面内变形,而且可以测量分析面内动态变形过程和变形速度.     

双散斑场相移数字干涉计量

本文介绍了一种检测散射表面变形的自动测量系统。将相移和数字图像处理技术应用于数字散斑干涉计量中,毋须中间记录过程,在计算机控制下采集数据和计算相位,产生相位条纹而非相关条纹。用图像处理技术消除散斑随机性引起的噪声。文中给出了面内、离面变形的测量结果。