全场数字化测量光弹性等倾角的五步彩色相移法

通过把相移法与光学彩色信息图像处理技术相结合 ,提出了一种确定全场光弹性等倾角的五步彩色相移法。模型置于白光照射下 ,在起偏镜与分析镜不同设置的平面偏振光场中 ,用彩色数码照相机分别采集五幅等色线与等倾线相耦合的条纹图 ,根据相移法基本原理 ,就可以确定在 0～π/2范围内的等倾角。经过对径压缩圆盘的检验 ,实验结果与理论完全相符。该方法改进了单色光相移法的不足 ,对实验应力分析及其在工程结构强度设计中的应用将起积极的促进作用     

数字光弹性中五步彩色相移法及其应用

把相移法与光学彩色信息图像处理技术相结合,提出全场数字化确定主方向角的光弹性五步彩色相移法。其主要优点是采用最简单的白光平面偏振仪光学系统,由数码照相机采集五幅等色线与等倾线相互耦合的彩色条纹图,经计算机进行处理后,就可以得到[O～π／2]范围内单纯连续的等倾角相图;为了减少测量误差,在相移法中引入背景光强参与运算。对实验中存在的三种主要误差因素进行了定量分析,给出了具体的误差控制指标。用对径压缩圆盘问题的理论仿真模拟结果、基本实验和复杂平面及空间实际问题进行检验和对比,表明本方法是正确可行的。     

光强和方位角误差对光弹性五步彩色相移法的影响

为了了解相移法中的各种参数所产生的误差对最终结果的影响 ,对一些主要参数做深入的误差分析是十分必要的。针对五步彩色相移法所用的白光入射平面偏振场的特点 ,只考虑光强、起偏镜和分析镜方位角所引起的误差影响就可以了。提出一个分析和评估这些误差源对五步彩色相移法确定等倾角参数所产生影响的方法 ,这对合理设计实验装置和执行正确的实验条件将起到积极的作用     

一种用于在线三维测量的五步非等步相移算法

提出了一种五步非等步相移算法,并成功应用于在线三维测量中。仅投影一固定正弦光栅条纹到物体上,通过物体在线运动产生等效相移,在一个条纹周期范围内任意采集五帧变形条纹图,通过像素匹配使各帧条纹图中的物点一一对应并计算出相应的等效相移量。采用所提出的五步非等步相移算法,即可重构物体。计算机模拟与实验验证了该方法的可行性和有效...     

一种改进型Stoilov算法相位测量轮廓术

提出了一种采用主动控制相移量的改进型Stoilov算法,按主动设定的相移量事先设计好五幅完全等相移正弦光栅图,由计算机编程控制数字投影仪依次投影该五幅光栅至待测物体表面,并对应采集五帧变形条纹,用所设定的相移量直接替代Stoilov算法中由变形条纹图解算的相移量,提高了相位提取和三维重构准确度.实验结果表明,平均绝对误差优于0.07,均方差优于0.07.     

数字光弹性中六步混合相移技术

数字光弹性应力分析中常用相移法确定等倾线和等差线,最广泛应用的是十步相移法,针对单色光入射引起的等倾线耦合等差线的问题,增加采集白光入射4幅图像,使用不同光弹图像集分别计算等倾线和等差线,测量精度更高但操作复杂、效率较低。本文提出一种优化的六步混合相移方法,将十步相移法的6+4测量方法缩减为3+3的六步测量方法。用仿真模拟实验对本文方法进行误差分析,验证了其具有良好的抗噪性能和相移误差抗干扰能力。真实实验结果表明：与传统六步相移法相比,本文方法有效解决了等倾线耦合等差线以及波片失配误差的问题;与十步相移法相比,本文方法与其等倾线平均偏差约为0.01 rad,等差线平均偏差约为0.09 rad,在提高40%采集效率的同时保证了测量精度。     

基于彩色编码光栅投影的双N步相移轮廓术

双N步相移轮廓术虽然可以大大降低由于光栅条纹的非正弦性所导致的相位误差,但增加了一倍的投影条纹数量,降低了测量效率。针对此问题,本文提出一种基于彩色编码光栅投影的双N步相移轮廓术,它将原相移条纹和附加相移条纹编码成双色条纹,融合到一幅彩色光栅条纹中投影,然后从采集的彩色条纹中提取两套条纹的相位信息,分别解包裹相位后,融合两包裹相位以减小相位误差。为验证所提方法的有效性,将该方法与两种典型的相位展开算法结合进行实验。实验结果证明,所提方法能有效降低相位误差,且不需要增加任何额外的光栅条纹,测量效率提高了46%。     

双步相移光栅投影测量轮廓术

双三步相移算法证明可以较大地减少数字光栅投影测量轮廓术的测量误差,基于理论分析与实验验证,针对常用的四步、五步相移算法,提出了相应的双四步、双五步相移算法。通过两次传统相移算法得到两幅主值相位图,直接融合两幅主值相位图即可获得测量所需的相位信息,与已有的针对两幅展开相位进行相位融合方法相比,此方法实现简单且更加有效。相较于双三步相移算法,双四步和双五步相移算法实现简单且能够极大地减少测量误差,仅需通过投影2倍数目传统相移算法所需的投影光栅,且可保持常用三步、四步及五步相移算法固有的优点。     

级联χ2过程产生高量值高阶非线性相移

基于位相失配三倍频(Δk≠0)转换,构建了产生高阶非线性相移的χ(2)级联非线性过程.此过程不涉及三阶等其他非线性效应,仅表现为纯的五阶非线性,所感应的非线性相移正比于I2.进一步的数值计算研究表明χ(2)级联五阶非线性相移不仅符号可控,而且具有丰富的饱和特性,其量值远高于χ(2)级联三阶非线性相移 关键词： 级联非线性相移 倍频     

三维形貌及颜色纹理的快速获取方法

为了在黑白摄像机中快速获取场景的三维形貌与颜色纹理,提出了绝对相位测量结合主动彩色照明的方法.首先向物体投影并拍摄两幅相移为1/3周期的条纹和一幅周期有微小差别的条纹图;然后分别向物体投射光强为给定强度的白、红及绿照明光,并拍摄图像.用改进的相移法求解第四幅图像与第一、第二幅变形条纹图中的相位;用改进的傅里叶变换法求解第四幅图像及第三幅变形条纹图中的相位;然后得出绝对相位值.最后利用第四幅图像与第五和第六幅图像求出场景反射的蓝色分量,并根据色度学原理恢复出场景的颜色纹理.实验表明,该方法在保证三维测量准确度的同时获得了高质量的颜色纹理,实现了30fps的三维数据及颜色纹理采集速度.     

基于概率密度函数的彩色相位测量轮廓术校正

在彩色相位测量轮廓术中,光电器件多个光通道之间的颜色串扰、强度响应不均等因素的影响,使得所获取的相移条纹图像失真,因此采用传统的相位技术求解相位会产生极大的相位误差。从彩色条纹图像的数学模型出发,分析了彩色成像器件所获取的红绿蓝三通道条纹图像特性,提出一种两步校正方法：第一步是基于三通道均值及标准差实现对各颜色通道图像强度的归一化处理;第二步是使用概率密度函数曲线搜索失真后的实际相移量,抑制相移量不准确对测量结果的影响。所提方法不需要对系统的耦合系数和相移偏移量进行预校正,可实现简便、快速的相位误差补偿。模拟及实验结果验证了该方法的有效性。     

级联χ(2)过程产生高量值高阶非线性相移

基于位相失配三倍频(Δk≠0)转换,构建了产生高阶非线性相移的χ(2)级联非线性过程.此过程不涉及三阶等其他非线性效应,仅表现为纯的五阶非线性,所感应的非线性相移正比于I2.进一步的数值计算研究表明χ(2)级联五阶非线性相移不仅符号可控,而且具有丰富的饱和特性,其量值远高于χ(2)级联三阶非线性相移.     

相移阴影莫尔条纹正交化解调技术

提出一种基于克莱姆正则化分析法的三帧自标定相移阴影莫尔三维轮廓技术.该技术首先采用移动光栅的方法获得相移条纹图,然后通过不同帧相移条纹图相减去除条纹图背景,进而结合克莱姆正交化法和最小二乘法,发展了一种相位解调方法,提取了测量相位.以五步Harlharan算法为参考,用不同算法对同一物体表面进行测量.结果表明,相对于典型的三步相移法和主量分析方法,提出的方法测量得到的相位误差最小(0.5rad),且简化了测量过程.     

级联x^（2）过程产生高量值高阶非线性相移

基于位相失配三倍频（△k≠0)转换，构建了产生高阶非线性相移的x^(2)级联非线性过程。此过程不涉及三阶等其他非线性效应，仅表现为纯的五阶非线性，所感应的非线性相移正比于I^2，进一步的数值计算研究表明x^(2)级联五阶非线性相移不仅符号可控，而且具有丰富的饱和特性，其量值远高于x^(2)级联三阶非线性相移。     

数字三色条纹相移形貌投影栅线法

基于投影栅线的三色条纹相移算法与投影栅线法相结合,提出一种数字三色条纹相移形貌投影栅线法.此法是对时间相移法的改进,只需一幅三色条纹图,就可利用简单的三光强相移算法完成物体表面的形貌重建;不需要相移装置而误差较小,成本较低,简易实用,将有利于推广到动态实时分析.实验证明,此法是正确可行的.     

基于双2+1相移法的高动态范围三维测量

针对基于2+1相移法的高反光表面三维测量,分析了强度饱和条纹图案的傅里叶频谱,引入了强度饱和条纹的三阶傅里叶级数表达形式,建立了强度饱和所致的包裹相位误差模型,提出了双2+1相移法。从精度和效率两方面进行了对比实验：对比传统的2+1相移法和自适应条纹投影的2+1相移法,双2+1相移法的相位误差分别降低了69.9%和65.2%;对比多曝光2+1相移法和自适应条纹投影的2+1相移法,双2+1相移法的测量效率分别提高了91.9%和63.9%。     

一种新型双色2+1三维实时测量方法

传统2+1三维实时测量方法需要投影两帧相移光栅加一帧背景光图像,提出了一种新型双色2+1三维实时测量方法,该方法仅需两帧双色光栅.事先编码两帧双色光栅,红色通道分别为相移量相差π的正弦条纹,蓝色通道为与正弦条纹直流分量等值的背景光,由此可以标定出彩色CMOS相机红蓝通道灵敏度之比.测量时按照上述方法编码两帧相移量差π/...     

基于双色LED芯片的双波长像面数字全息显微术

提出了一种基于双色LED芯片的双波长像面数字全息显微术。将主波长为670nm的红光芯片和主波长为521nm的绿光芯片封装成半球型LED芯片,然后利用彩色CCD相机获取被测样品在两种照明光波下的彩色相移数字全息图,最后采用色彩分离技术、相移技术及双波长相位提取技术获取被测样品的相位分布及面型分布。实验结果证明了本文方法的可行性。     

相位测量轮廓术中随机相移误差的校正算法

在相位测量轮廓术(PMP)中．随机相移误差足导致测量误差的重要因素,提出一种新的随机相移误差的校正算法,在五步相移的基础上不需要求解相位分布．通过近似处理可以直接求解相移过程中存在的随机相移误差,在保证精度的情况下,能大大减少迭代次数和计算量。推导了新算法的计算公式,详细说明了随机相移误差的求解过程。计算机模拟和实验证实了新的算法的有效性。与In-bok Kong的算法相比较,新算法能大大减少迭代次数和计算量。该新算法也同样适用于相移干涉计量。     

剪切电子散斑平移棱镜相移方法研究

在剪切电子散斑干涉中,由于错位的二物光束同向传播,很难将二物光分开引入附加相位的方法来实现相移.平移棱镜相移法可以在二束物光不分开的情况下实现相移.本文对平移棱镜相移法进行了理论分析,证明平移棱镜可以引入稳定、线性的附加相位,给出了附加位移与附加相位之间的关系式.利用周边固定、中心加载的圆盘进行实验,给出了实验结果,证明平移棱镜相移法可以有效地从干涉条纹中定量提取位移导数信息.