偏振相移干涉棚投影技术及其应用

本文提出偏振相移干涉栅投影技术并成功地用于三维物面形状和大变形物体的位移测量，得到较为满意的实验结果。     

偏振相移干涉栅投影技术及其应用

本文提出偏振相移干涉栅投影技术并成功地用于三维物面形状和大变形物体的位移测量，得到较为满意的实验结果。     

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。     

云纹干涉仪中偏振相移的实验方法研究

本文根据偏振相移原理,将其成功地应用于云纹干涉系统中,给出具体实施方案,利用该装置进行实验,得到一组相移条纹图,给出相移结果和条纹倍增结果.     

基于锁相循环投影的物体形貌检测

本文提出将相位锁定循环技术应用于栅线投影方法,将规则栅线投影到物体表面得到变形栅线,用相位锁定循环法解调含有物体表面高度信息的位相。用该法不需传统的相位去包裹,即可完成对二维栅线图扫描,从而确定其相位。通过对典型试件的检测,得到了比较满意的结果。     

基于超声波反射系数相移的油膜厚度测量方法研究

超声波液相厚度测量技术已经在柴油机气缸油膜测量领域中得以验证,并得到了一定的应用. 然而,当油膜厚度变化尺度较大时,常规谐振模型与弹簧模型之间存在较大的测量盲区,使超声波测量技术的应用受到较大程度的限制. 基于超声波反射系数相移的油膜厚度测量方法可突破两种模型在大尺度油膜厚度测量方面的局限性,拓展超声波油膜厚度测量范围. 通过开展超声波反射系数相移机理研究,首次建立油膜两侧介质声阻抗相同时的直接求解方法;搭建油膜厚度超声波反射系数相移测量系统,利用单一中心频率对10~90 μm的油膜厚度展开测量,测量厚度与设置厚度具有很好的一致性,从理论和实验角度证明基于超声波反射系数相移的油膜厚度测量方法在大尺度油膜厚度测量方面的适用性.      

条纹投影法中考虑伽马非线性影响的相移编码去包裹方法

条纹形貌测量方法中广泛存在相位去包裹问题,相移编码去包裹方法兼顾了时间类方法逐点分析的鲁棒性和空间类方法的高效性,但是容易受到投影仪的伽马非线性影响.本文通过使用有限谐波模型近似非线性影响下的条纹图像,得到了一种考虑非线性影响的相移编码去包裹方法,在不增加编码图像数量的条件下能稳健地实现不连续物体的形貌测量,而且有效抑...     

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。     

基于光斑投影3D-DIC的动态液面波高场测量方法研究

动态液面波高场测量与面型三维重建是流体力学、晃荡动力学等研究领域中的重要问题,但目前仍缺乏一种简易且高效的高精度全场测量手段.基于光斑投影和三维数字图像相关(3D digital image correlation, 3D-DIC)原理,提出了一种动态液面波高场的测量方法.通过液体染色和光斑投影,在液体表面形成光斑纹理,设置双目相机拍摄动态液面的散斑图像.运用交比不变性标定板及张正友标定法获得双目相机内外参矩阵,并基于反向组合高斯牛顿(inverse-compositional Guass-Newton, IC-GN)的3D-DIC算法实现动态液面波高场的高精度三维重构.进一步建立光斑投影的几何光学模型,模拟规则波液面的双目图像,开展数值模拟测量以验证本方法的理论精度,同时开展真实液面波高场的测量验证.结果表明,本方法可实现动态液面波高场的高精度全场测量,模拟液面测量的均方差为0.004 mm,真实静态液面抬升测量的均方差为0.022 mm,真实动态液面测量的均方差小于0.037 mm.本文方法具有高精度、非接触和全场测量等优势,可在实验室流体测量和相关工程场景中推广应用.     

用于高精度离面位移测量的相机阵列栅线投影测量技术

栅线投影测量技术以其无损、非接触、高精度、全场测量等优点,被广泛应用于离面位移测量,但是受光学和数字图像分辨率的限制,随着测量范围的增大,测量结果的空间分辨率以及离面位移测量精度都会相应降低,难以实现大视场下高精度测量.为了解决这一问题,本文提出了基于相机阵列的栅线投影测量技术,通过理论分析研究了相机阵列系统的组成和实...     

双频投影栅线法测量三维物体形状算法的讨论

本文对用双频投影栅线法测量物体表面三维形状的现有计算方法作了比较，并进行数值模拟计算，给出比较结果，指出各方法的优劣。     

基于频闪栅线投影的三维微结构高频动态测试系统

在微电子机械系统(MEMS)中,执行器的动作主要通过微结构的微小变形来实现,故其动态变形测试具有十分重要的意义.本文采用栅线投影测量和频闪成像技术,研制了一套三维微结构高频动态测试系统,可以实现高速10MHz频率的动态变形测量.由于在频闪测量中,光源照明信号与器件激励信号需严格同步,本文采用直接数字频率合成和现场可编程...     

蜻蜒飞行姿态的实时模拟测量

作为昆虫自由飞行姿态实时测量的预研课题,本文利用投影栅线法对真实蜻蜓翅膀在以适当频率摆动的机械驱动下模拟真实飞行时的三维形状变化进行了实时测量.由于在图像采集,预处理,位相提取,抑噪声去包络等环节采取了一系列措施,克服了由于蜻蜓翅膀透明度高,表面微观起伏变化剧烈所导致的栅线条纹图的平均灰度、对比度和信噪比都很低而给数据处理带来的困难.并最终得到了满意的结果.     

复合材料襟翼壁板屈曲失稳行为的栅线投影实验研究

本文利用栅线投影测量方法研究了蜂窝夹层板、工字型及T型加筋板三种不同结构形式复合材料襟翼壁板在压缩载荷下的屈曲失稳行为,得到了不同形式结构件屈曲的全场离面位移分布规律,分析了各自的屈曲失稳模式.研究结果表明,栅线投影测量方法在大尺度复合材料结构失稳变形测试中具有可行性;在相同面板尺寸条件下,工字型加筋复合材料襟翼壁板屈曲临界载荷最大,承载能力最强.本文结果可为飞机复合材料结构设计提供实验依据.     

改进的六步相移法确定等倾角与等差线相位

光弹性应力分析是一种重要的实验方法,确定等倾线参数和等差线参数是光弹法的关键。常用的六步相移法可以自动确定等倾线和等差线参数,但在求解等倾角时,由于不能避免等倾线相位图中耦合等差线的影响,会造成误差。针对这个问题,本文提出优化方案--多次载荷-六步相移法,实现在等倾线相位图求解中消除等差线的影响。通过处理对称受压圆盘在不同载荷、不同光场下得到的光弹图像,实现光弹性等倾线和等差线的自动判读,验证了所提方法的可行性。     

N-S方程基于投影法的特征线算子分裂有限元求解

提出了一种求解非定常不可压缩纳维-斯托克斯方程（N-S方程）的新型有限元法:基于投影法的特征线算子分裂有限元法.在每一个时间层上将N-S方程分裂成扩散项、对流项、压力修正项.对流项采用多步显式格式,且在每一个对流子时间步内采用更加精确的显式特征线-伽辽金法进行时间离散,空间离散采用标准伽辽金法.应用此算法对平面泊肃叶流、方腔流和圆柱绕流进行数值模拟,所得结果与基准解符合良好.尤其对于Re=10000的方腔流,给出了方腔中分离涡发展和运动的计算结果,并发现在该雷诺数下存在周期解,表明该算法能较好地模拟流体流动中的小尺度物理量以及流场中分离涡的运动.      

傅里叶变换投影栅线法测量大物体的变形

本文利用傅里叶变换投影栅线技术对大物体的离面变形进行了测量，分析了大物体的尺寸给测量过程带来的主要矛盾，讨论了方法的灵敏度和精度，用计算机数值模拟技术给出了大尺寸引起的频率变化所带来的误差。结果表明，傅里叶变换投影栅线技术可以用于大尺寸物体离面变形的精确测量。     

基于数字图像相关法的透明液滴形貌测量方法

对固体表面液滴形貌的测量与分析是探究固-液相互作用、表面性能表征中的重要环节。然而,透明液滴通常在光学系统中难以成像,从而为其全场形貌测量带来了极大困难。为此,本文提出了一种透明液滴三维形貌测量方法,以液滴诱发图像位移结合折射成像规律实现液滴形貌的测量。首先,通过数字图像相关法测量液滴导致的固体表面图像位移;其次,建立基于折射成像的物理模型,确立图像位移与液面高度之间的关系;最后,由实验测量到的图像位移,结合物理模型求解液面高度,实现液滴三维形貌的重建。实验结果表明,所提出的方法能够准确地测量固体表面的液滴三维形貌,并且适用于不规则液面的测量。     

基于视觉的桥梁挠度测量方法与研究进展

挠度是评估桥梁承载能力和健康状态最直观的指标。近20年来,基于计算机视觉的桥梁挠度测量方法凭借其非接触式、快速简易安装等优点,被逐步应用于实际测量中。本文从测量原理、测量方式和影响因素3个方面出发,介绍了当前基于视觉的桥梁挠度测量方法与研究进展。在测量原理方面,从相机标定、三维立体视觉、摄影测量、特征检测与匹配4个方面进行了介绍。在测量方式方面,介绍了单相机二维测量、双相机三维测量、基于摄影测量的准静态测量和位移传递串联相机网络多点动态测量。在影响因素方面,介绍了相机自身因素、标定因素、算法因素和环境因素4个方面对测量结果的影响,并总结了目前国内外的研究成果。最后对基于视觉的桥梁挠度测量技术的未来发展趋势做出了展望。     

三维基体裂纹与界面垂直接触的线奇异分析

使用三维断裂力学的超奇异积分方程方法,对两相材料中出现的三维基体裂纹与材料分界面垂直接触的应力线奇异问题作了理论分析,求得了线奇异界面应力的表达式