Bezier曲面拟合方法在影像云纹测量三维物体形状中的应用

本文提出了在最小二乘意义下应用Ｂｅｚｉｅｒ曲面片拟合大范围内三维曲面的方法。开发了影像云纹图像数据采集与处理软件系统，能够获得曲面上任意点的三维坐标，绘制曲面的立体图及平面展开图样，对曲面进行几何特性分析，从而实现了影像云纹测量三维物体曲面全过程的自动化     

一种基于投影云纹法的三维形貌测量技术及其标定方法

投影云纹法测量物体的三维形貌具有非接触式、快速、全场测量的优势,且计算结果的分辨率和精度都很高。本文提出了一种新的投影云纹系统测量三维形貌的计算和标定方法,这种方法适用于由投影仪直接投影栅线的投影云纹系统,对光路没有特殊相对位置要求,标定过程对设备的要求低,简单易行,仅需一大一小两块平整的标定板即可实现对整个系统的标定。其可行性、正确性以及高精度的特点都被真实物体测量证实。     

光干涉条纹图的中心线提取算法

本文针对光干涉条纹图的特点,以近年来采用的多种方法为基础,找出了提取条纹中心线的“探索数”算法。分析和实验表明,该算法实现速度快,处理精度好,自动化程度高。本文介绍了该算法处理云纹图和全息图的实例。     

复合材料断裂力学参量的实验测定

本文采用三维云纹干涉仪同步测量含裂纹复合材料弯曲板的面内位移场及离面位移场，并对离面位移场云纹图进行计算机自动采集和处理，编制了云纹数字图像处理软件。文中推导了正交异性复合材料弯曲问题的离面位移场表达式，得到了弯曲板裂纹尖端位移w与应力场强度因子K1的关系式。通过实测位移，结合裂尖位移场推导出应力强度因子K1值。     

从栅线投影中自动提取物体表面三维形状信息的计算机处理方法

规则的一组栅线在物体表面的投影将发生畸变,这畸变的栅线投影图象中包含着被测物体表面深度的信息。结合计算机图象处理技术,本文提出了运用于该测量原理中的系统自我标定方法,使测量系统自动适应不同的量程、精度及不同的测量环境的三维形状自动测量。文中论述了该测量方法的计算机图象处理过程,给出了测量实例,并提出了进一步设想。     

物体的三维形状或离面变形的自动检测技术

本文采用数字图象处理设备,应用一维傅立叶变换技术和分段线性增强技术,提出了一种建立投影云纹数字图象的新方法,所形成的条纹图象灰度具有严格的正弦或余弦分布特性,结合位相检测技术,可计算出物体的离面高度或离面变形。可完全由计算机进行处理,自动化程度高,并能保证测量精度.最后给出了应用于物体形状检测或离面变形测试的两个实例,实验结果表明了该方法的可行性和可靠性。     

单光束错位云纹干涉法测三维位移导数

本文提出了一种单光束错位云纹干涉法.该方法可以实现实时测量,并可自动消除刚体位移的影响.该方法可被用于现场和动态测量.     

基于任意系统位置关系的投影云纹形貌测量技术研究

提出了一套完整的基于投影云纹系统的物体表面形貌测量方法,包括理论公式推导、系统线性近似误差分析、全场灵敏度系数标定方法、实际物体的实验测量结果。所提出的方法既不需要特定的系统硬件位置关系设置,也无需人为确定系统的几何参数。该方法在允许测量系统组件任意放置的情况下仍然能够获得很高的分辨率和精度,其有效性及正确性通过真实物体的实验得到证实。     

虚拟云纹实验方法及应用

研究了虚拟云纹实验的原理．特点是应用数字参考栅和数字试件栅干涉形成数字云纹．讨论了相移技术在数字云纹中的应用，并通过人机交互界面程序的编制，将光栅完全数字化模拟，输入力学参数即可直观地演示云纹图形，并按照相移原理做出相应的实验数据自动处理，由云纹图形计算应变场．     

基于时域位相分析的云纹法形貌测量技术研究

采用影像云纹法和时域相位分析技术研究了物体形貌测量的新方法.通过研制高精度旋转平台,利用栅线旋转的方式使栅线的空间频率以一定的规律变化,使物体的离面高度与该点的灰度变化率有关.在利用FFT确定灰度变化频率时,采用补零的方法提高了频率的确定精度,从而有效地提高了物面形貌测量的精度.实验发现:当补零倍数达到原始长度的128倍时,使用空间频率为5 l/mm的栅线精度可以达到0.02mm.本文讨论了该方法相关技术参数的选取方法,给出了标定实验和利用该测量系统实际测量门齿生长发育沟的实例,阐述了牙齿表面形貌数字化在牙科修复手术中的意义.通过具体标定过程与应用实例,证明了本文提出的测量方法提高了测量精度,简化了测量过程,在云纹干涉形貌测量领域有了新的突破.     

相移数字云纹测量系统

介绍了一种相位移数字云纹变形测量系统．测试系统采用ＣＣＤ摄像系统记录光栅图像，控制采样的空间频率大约为光栅线密度的整数倍，对试件栅进行采样后用数字信号处理的方法，实现空间相位移及进行实时数字云纹条纹显示，并对相移误差及光栅信号的高阶谐波的影响进行了校正     

贴片云纹干涉法

将全息胶片粘贴到测试表面,利用全息干涉两次曝光法,获得高灵敏度二维云纹;曲于实现了制栅和测试过程的合一,胶片与试件分离后处理,本方法具有简易、省时、灵活,试验费用低,适用面广,可用于现场在位测试等优点。     

倍增云纹的显微测量及密集云纹场的应变测算

为了提高云纹法的准确度,文中提出了使倍增后的云纹宽度变细并进行显微测量的技术,以及由密集云纹场测算应变的条纹间距插值和小间距均匀法。给出了估计由此法算得的应变的误差及其修正方法。所做的曲杆实验其数据与理论值符合得很好。文中还将云纹法中闪耀光栅与振幅栅相匹配的光学空间滤波系统改进为实时系统,导出其条纹倍增率及云纹图的最佳对比度条件。     

2D PHASE SHIFTING AND LOGICAL MOIRE USED IN FRINGES ANALYSIS

Phase Shifting And Logical Moire (PSALM) is a kind of computer imageprocessing method which can be used in phase measurement and to obtain the shape,deformation and strain distribution of an object.This paper presents the structure andworking procedure of a 2D phase measurement PSALM2D program and its application.When analyzing moire interferometric fringes,we can obtain 2D distribution ofdisplacement and strain.When it is used in reflection moire we can measure the slopeof a specimen.Satisfactory visualization and quantitative results are given byPSALM2D.     

Optical flow visualization by deflection mapping using a single Ronchi grating

A new quantitative optical flow visualization technique is presented. In general, it is based on mapping the deflection angles using a single transmission Ronchi grating. The performance of the method has been illustrated and verified using numerical simulations and an actual experiment.     

APPLICATION OF THE DIGITAL MOIRE METHOD IN FRACTURE ANALYSIS OF A CRACKED RUBBER SHEET

This paper deals with the mode I crack problem of a cracked rubber sheet under plane stress condition using the delicate digital moire technique. Through the four step phase-shifting method of automated fringe analysis, the displacement fields in the Cartesian coordinate system are given. By the coordinate-transform equation, the radial and circular displacement distributions in the polar coordinate system are obtained. The displacement isoline distributions and displacement vector distributions near the crack tip are discussed. The strain isoline distributions near the crack tip are also analyzed in this paper. Finally, the distribution rules for the mechanical fields near the crack tip are discussed with the sector division method.     

Application of refractive medium in optical micromechanics

The refractive medium is used in moire interferometry and holographic grating fabrication technique. The sensitivity of traditional interferometry and the frequency of grating are enhanced effectively. These two novel techniques extend the application scope of the moire interferometry and facilitate the realization of superlattice method in micromechanics study. The project supported by the National Natural Science Foundation of China     

硅橡胶光栅在高温力学性能测试中的作用

在光栅制作中,硅橡胶是一种很好的光栅传递材料,而且普通的硅橡胶又具有耐高温性。我们利用硅橡胶的这些特性,通过大量的实验工作,制作了耐热试件光栅,用于材料高温力学性能测试,解决了350℃以下制作耐高温光栅的困难。本文详细地介绍了硅橡胶光栅复制技术,在铝基碳化硅材料的高温力学性能测试中得到了很好地应用。硅橡胶试件光栅的应用,对推广云纹干涉法,特别是高温云纹测试技术都具有重要意义。     

用DSPI方法和栅线投影法测量任意曲表面的三维变形

本文采用数字散斑干涉法和栅线投影法同时测量了任意曲表面的三维位移和三维形貌，并运用数字图像处理技术分析了曲表面的三维应变场，用实验方法获得了曲表面的主应变和主方向。     

干涉云纹光学倍增方法研究

本文提出一种干涉云纹的光学倍增方法。通过给由试件变形引起的云纹图施加一定频率的载波条纹，用具有高分辨率的记录介质记录这一附加有载波的云纹图，经处理后，记录介质相当于一个频率较低的转移变形试件栅，把它放到云纹干涉光路系统中作为试件栅，当对称入射的双光束在其上形成的虚参考栅频率为原载波条纹频率的２ｎ倍时，就可以得到倍增为２ｎ倍后的载荷条纹，使相应的测量灵敏度提高２ｎ倍。文中对这一方法进行了理论分析和实验验证。