等腰三角形结构光编码的面形测量误差分析

对具有等腰三角形齿结构的线性结构光编码的三维面形测量技术（ＬＣＰ）进行了误差分析,推导了由于随机电噪声、相移误差带来的测量误差,并利用计算机系统仿真研究了量化误差、光学系统误差等对测量结果的影响,且对理论分析的结果进行了验证。     

几何结构标定误差对偏折术的影响

偏折术中的几何结构标定误差是制约低阶面形测量精度的主要因素。从数学模型、理论模拟和实验三个方面分析了几何结构标定误差与低阶面形测量误差之间的关系。给出了表示几何结构标定误差与面形测量误差之间关系的数学模型,并通过模拟和实验对其进行了验证。结果表明,几何结构标定中坐标平移误差会导致倾斜和离焦面形测量误差;被测面分别与相机和显示器之间的距离越大,几何结构标定的误差对低阶面形测量的影响越小。研究结果可以帮助设计合适的偏折术测量系统结构和提高低阶面形测量精度。     

结构内部非均匀温度场的重建方法研究

结构内部温度的测量与控制在国防军事、机械制造、材料加工、火灾防治和医疗卫生等领域都具有十分重要的作用。本文建立了超声波法测量结构内部非均匀温度场的理论模型,发展了预测结构内部温度场的解析方法和反演方法,系统分析了采样点数、测量误差、模型边界等对重建方法精度的影响。研究表明,该方法能够准确地预测结构内部非均匀温度场分布状态,并具有非常好的抗噪性,对高温物体的温度测量具有更佳的预测精度。     

双目立体视觉技术在结构试验中的应用

传统的动态位移测量方法属于接触式测量,常用应变式位移计直接测量结构变形,其测量精度往往取决于位移计安装情况,且测量的电信号容易受到试验环境的影响。随着光学测量技术的不断发展,基于双目立体视觉和数字图像处理技术的光学测量方法已开始应用于位移测量。为了解决传统动态位移测量的精度问题和环境对信号的干扰问题,将双目立体视觉技术应用到三层钢框架结构的振动台试验中,对结构在地震作用下的位移进行测量。研究结果表明:从位移时程和位移偏差率两方面同传统测量方法进行对比分析,光学测量方法减少了2.0 s~3.5 s的相对滞后时间,增强数据可靠性;位移偏差率最大为7.03%,最小为0.02%,均在测量误差允许范围之内,验证了光学测量位移方法在结构抗震试验中的可行性及优越性。     

不同方法测量折射率结构常数的比较

对几种测量折射率结构常数（Ｃ＾２ｎ）的方法进行了分析和比较,指出这几种方法的测量结果有时不一致的原因。结果表明,和双点法测量相比,温度谱幂率的变化对闪烁法测量结果造成较大偏差,而对到达角起伏测量和声雷达测量结果差别较小;外悄度发迹对闪烁法测量几乎没有影响,但当外尺度变小时,利用双点法测量,到达角起伏测量和声雷达测量结果都有较大的影响。给出了双点测量Ｃ＾２ｎ和外尺度的关系的实验验证,并给出了两固定点     

植物叶片微观结构对荧光测量的影响分析

为了更好地研究叶绿素荧光特性和分析植物生长状况,提出了从植物叶片微观结构的特点出发分析影响叶绿素荧光测量的一种研究方法。采用波长为460nm的LED作为光源激发叶绿素荧光,经滤光片后,通过CCD分别获取宏观叶绿素荧光和微观叶绿素荧光,对荧光图像进行预处理并获得叶绿素荧光比率Rfd均值;在显微镜下用CMOS获取叶片的显微图像,测量上表皮厚度、栅栏组织厚度和叶片厚度等微观结构几何参数;统计分析了叶片微观结构对宏观荧光测量的影响情况。结果表明,对于像植物这种复杂的活体被测对象,测量时应该考虑植物叶片微观结构对植物叶绿素荧光测量的影响。     

飞机的噪声环境及其结构的声振疲劳

本文简述了对某类机动飞机进行噪声环境测量及其数据归纳的方法;根据编制的噪声载荷谱和受载特点,选择适当的噪声源,进行声疲劳试验,考核飞机结构声疲劳特性,并对测量、试验结果进行分析,评定了几种抗声疲劳性能较高的结构形式。     

金属型非晶态InSb结构弛豫的霍耳效应研究

提出了利用霍耳效应测量研究非晶态材料结构弛豫的方法。第一次实验研究了金属型非晶态InSb的结构弛豫,结果表明,霍耳效应测量是研究非晶材料结构弛豫的有效方法,并能直接判断出发生结构弛豫的物理机制。     

一种基于机械式拼接的结构光扫描测量方法

测量大尺寸零部件一般需要较大的测量范围,而高精密扫描传感器往往视野较小。为了解决该矛盾,提出了一种基于机械式拼接的结构光扫描测量方法,通过结构光扫描仪获取局部高精点云,并利用高精十字平移台实现数据拼接。分析了测量系统的组成和测量原理,提出了一种基于加权非线性优化的外参标定方法,求解出结构光扫描仪和十字平移台之间非实物坐标系的变换关系。在实验中验证了系统在300 mm的测量范围内球心距的均方根误差（root-mean-square error,RMSE）优于45 μm;同时对实物进行了测量,检验了测量系统的实用性。     

水下翼型结构流噪声实验研究

为测量流激水下翼型结构的流噪声,提出了一种混响箱测量方法。在重力式水洞中搭建了一套实验测量系统,利用混响箱法测量了水下翼型结构模型的辐射声功率。在此基础上研究了流速及结构参数(厚度、肋、声学覆盖层)对其辐射声功率的影响。结果表明:当流速小于5 m/s时,辐射声功率随流速的6次方增长,符合偶极子的辐射规律;当流速大于5 m/s时,辐射声功率随流速的10土1次方规律增长,不再按偶极子的规律辐射;若对水下翼型结构模型加厚、加环肋及外部敷设黏弹性材料,均可在一定程度上抑制流噪声。此研究方法可对水下复杂结构的辐射声功率测量及结构优化设计提供一定的参考。      

基于液晶体的大错位量散斑相移技术研究

系统地分析了大错位量散斑干涉术测量离面位移的原理,并结合晶体光学理论详细分析液晶体的相移过程．同时从理论上剖析了沃拉斯顿棱镜的错位机理,从而构造出一种新的基于液晶体实现大错位量散斑相移技术的测试系统。采用该检测系统对结构实体混凝土在不同养护时间情况下的力学行为进行测试研究。实验结果揭示：随着养护时间的增加,混凝土结构的力学性能指标也相应增加,但在养护21天后,混凝土结构材料的弹性模量和结构强度都达到某一稳定值(即标准试样在同等养护条件下的实验室测量值)。并且也发现该技术使用方便,检测时受环境的影响小,可以实现现场在线原位实时无损检测,并能够得到非常真实的检测结果,从而可以实现更精确的定量计算。     

无需系统标定的三维视觉重建北大核心CSCD

为了解决传统三维重建需要依赖系统标定信息的问题,提出了一种基于相位图的不需要系统标定信息的三维视觉重建算法。首先使用结构光测量技术获得被测物体表面的相位图,再利用相位图的横向和纵向空间扭曲特性计算物体表面相对深度信息,最后实现被测物体的三维视觉重建。这种方法可以用在无法进行标定或无法获取标定信息的场合。实验结果表明,当被测物体表面结构简单时,这种方法的三维视觉重建效果较好。并通过对比传统三维重建结果验证了该方法的有效性。     

高质量等曲率物参光像面数字全息显微系统

对等曲率物参光像面数字全息显微成像系统进行研究,分析了光路配置方法,推导了系统的点扩散函数,并由此指出了决定系统成像分辨率的因素及系统的成像特点,最后讨论了再现像光场一次位相畸变校正的方法.结果表明,等曲率物参光像面数字全息具有最大的信息容量;该系统的成像分辨率取决于显微物镜的数值孔径和CCD的像元大小,与CCD的光敏面尺寸无关;物体各点中通过显微物镜的所有频率成分均能被系统完全记录与再现,样品被照亮区域的大小对记录条件和再现像质没有影响;等曲率物参光像面数字全息系统是一种优化的全息记录与再现系统,利用该系统可以实现高质量成像.实验结果验证了理论分析的正确性.     

Linear nonstationary optical dimensional resonances in atomic nanostructures

The existence of linear nonstationary optical resonances in a diatomic nanostructural object with a dipole-dipole atomic interaction has been proved. A new solution to the joint system of modified Bloch optical equations and nonlocal field equations is obtained for time intervals much shorter than the times of phase and energy relaxation. Formulas for effective polarizabilities of the object’s atoms, which have a set of dimensional resonances, are derived. The frequencies of these resonances significantly differ from the eigenfrequencies of the object’s atoms, and their properties depend on the interatomic distance, light-pulse duration, initial atomic inversions, and the orientation of the object’s axis relative to the direction of incidence of the external light wave.     

基于偏振位相调制的位相轮廓测量

本文介绍了一种用来测量三维物体面形的位相轮廓方法，它是通过将正弦光场投影到被测物面，该光场被物体表面调制后发生位相改变，利用偏振位相调制及位相检测算法计算物面的位相分布，再根据几何关系实现对物体三维形貌的测量。实验装置采用一种偏振位相调制的干涉光场投影装置对光场进行简便而精确的移相，采用ＣＣＤ摄像机记录畸变光场，并用计算机处理和显示测量结果。文中给出了有关实验结果。     

Quantitative phase retrieval in X‐ray Zernike phase contrast microscopy

In recent years, increasing attention has been devoted to X‐ray phase contrast imaging, since it can provide high‐contrast images by using phase variations. Among the different existing techniques, Zernike phase contrast microscopy is one of the most popular phase‐sensitive techniques for investigating the fine structure of the sample at high spatial resolution. In X‐ray Zernike phase contrast microscopy, the image contrast is indeed a mixture of absorption and phase contrast. Therefore, this technique just provides qualitative information on the object, which makes the interpretation of the image difficult. In this contribution, an approach is proposed for quantitative phase retrieval in X‐ray Zernike phase contrast microscopy. By shifting the phase of the direct light by π/2 and 3π/2, two images of the same object are measured successively. The phase information of the object can then be quantitatively retrieved by a proper combination of the measured images. Numerical experiments were carried out and the results confirmed the feasibility of the proposed method. It is expected that the proposed method will find widespread applications in biology, materials science and so on.     

Near-field effect in two-atom system

The self-consistent problem is solved for the interaction of two dipole atoms situated at arbitrary distance from one another with the field of quasiresonant light wave. Atoms are considered to be linear Lorenz oscillators. Polarizing fields inside the system include both Coulomb and retarding parts. The solutions obtained are investigated for the case when atoms have the same polarizabilities and interatomic distance is much less than external light wavelength. Formulas for electric fields inside and outside of small object are obtained. It is shown that longitudinal and transverse optical oscillations are possible to exist inside small two-atom object. Dispersion laws of these oscillations depend upon interatomic distance and upon angle between axis of the system and the direction of propagation of external wave. The field outside the small object in wave zone is linearly polarized with the choice of linear polarization of external field. However, the directions of polarization of these waves are different and depend essentially upon frequency. The amplitude of field outside small object in wave zone is shown to depend essentially on the frequency of external field and interatomic distance. The results obtained are treated as near-field effect in the optics of small objects making it possible to investigate the structure of small objects with optical radiation. Received 26 October 1998 and Received in final form 26 January 2000     

线性结构光编码的三维轮廓术

提出一种新的光学轮廓术－线性编码轮廓术，它利用周期线性结构光编码三维物面，并辅以相移技术来解调相位。本文详细给出了线性编码轮廓术的原理，并通过实验验证了其可行性。