应用时域相位解包方法的三维形貌测量系统

设计一套基于时域相位解包方法的三维形貌测量系统 ,克服了传统解包方法中的误差传播效应 ,可以应用于复杂物体表面及复杂环境下的三维形貌测量。由计算机生成光栅并通过液晶投影仪投射到待测物体表面 ,用CCD摄像机采集图像并通过图像采集卡存贮到计算机中进行处理 ,实现了测量的自动化 ,完成一次高精度的测量仅需几秒钟时间。用两个特殊的人头像完成的实验证明了系统的优越性     

三维相位展开算法在精密运动测试中的应用

三维相位展开算法将基于空间的相位展开算法拓展到时间轴上,包含了一维时间和二维空间信息,适合于运动测试。通过建立一维时间相位展开算法的数学模型,分析了该算法运动测试的基本原理,讨论了在精密测试中的使用方法和适用范围,并对微谐振器的微结构进行运动测试。实验表明,算法在相位展开中引入时间信息,不仅消除了形变测量中需选取静止点为相位参考点或参考平面的限制,还可以同时测量物体表面某点纳米级的离面运动曲线和表面形变。     

基于光学原理的三维形貌测量技术研究

为了加快产品开发和保证产品制造质量需要对物体的三维形貌进行精确的测量。光学形貌测量技术由于其高分辨率、无破坏、数据获取速度快等优点而被认为是最有前途的三维形貌测量方法。介绍了各种基于光学原理的三维形貌测量技术,并作了比较深入的分析和对比,为正确和广泛应用三维形貌测量技术提供了参考。给出了在该领域的发展方向和研究热点。     

基于单幅彩色正弦光栅投影的三维形貌测量

提出了一种新的基于单幅彩色正弦光栅投影的三维形貌测量方法.利用计算机产生一幅正弦条纹图和两幅单一强度图分别通过红绿蓝(RGB)三个通道合成为一幅彩色条纹图,并由液晶投影仪投影到被测物体表面,彩色变形条纹由彩色电荷耦合器件(CCD)采集并保存在计算机中.对畸变的彩色条纹进行三色分离处理,利用其中的红色条纹分量与蓝色背景相...     

预成像数字全息测量大物体三维形貌

为了扩大数字全息三维形貌测量的视场,提出了一种预成像的方法.物体先被成像镜头成一缩小的实像,再使用离轴菲涅耳数字全息对此实像进行全息记录.采用倾斜照明光的方法使两次数字全息的再现像之间产生相位差,通过相位去噪和去包裹处理从相位差中提取物体的三维形貌数据.实验证明,预成像方法使测量视场的大小得到了至少一个数量级的提高,采用离轴菲涅耳数字全息降低了测量系统对环境稳定性的要求.     

莫尔形貌测量技术中的计算机图像处理

本文介绍了利用投影莫尔技术进行表面质量检验时的莫尔图计算机处理,给出了计算机数字处理的实验结果.     

数字投影系统在三维轮廓术中的应用

提出了一种测量三维形貌的新型系统 ,并对该系统的特点进行了分析。通过本实验系统与传统实验系统的比较 ,指出了本系统的优点。运用本实验系统 ,采用四步相移法测量的实验步骤 ,提出了一种新的简易而有效的解包络算法。给出了运用本方法测量人头像和标准斜面的结果。通过对测量结果的分析 ,对本实验系统进行了误差因素分析。结果表明 ,该系统易于实现 ,且具有很高的测量精度 ,有广泛的实用价值     

平行光干涉投影三维形貌恢复方法

传统傅立叶变换轮廓术多采用散光斜式投影,需要满足4个约束条件才能得到较为准确的相位与高度映射关系,并且散光投影带来的相位非线性二次项误差也会降低形貌恢复精度。为了能在欠约束条件下减少相位非线性误差的影响,建立了基于平行光干涉投影下的普适模型。平行光干涉投影下的参考平面相位沿着x轴呈线性变化,相位分布较散光或倾斜式投影更具准确性。对比分析了散光及平行光投影下被测物体的恢复情况,实验结果表明,新模型在欠约束条件下,具有较高的灵活性和可操作性,恢复精度良好,相对误差为1.1%。     

三维形貌检测中自动参考栅技术的改进

通过对形貌检测中理论参考面相位分布规律的分析 ,对三维形貌轮廓术中参考面相位自动生成技术进行了研究。利用采集的待测物体栅线图样中未变形区域对应相位信息 ,通过最小二乘迭代法数据拟合 ,获得理想参考面相位分布参数 ,也就是获得理想参考面上的相位分布。由于不需另外采集实物参考面变形光栅图像 ,不仅减少了实物参考面的采集步骤 ,而且不需要对实物参考面相位进行求解 ,这样就可以真正实现只采集一幅图像解调形貌 ,从而提高测试速度 ,同时还可避免由于采用实物参考面而存在的误差 ,使得求解兼有理想参考面方法与实物参考面方法的优点。利用改进的方法对塑胶小熊猫面具进行了实际测量 ,给出了测试结果     

一种新的形貌检测系统标定技术

形貌检测中, 经相位解调和相位展开后,所求得的只是待测物体表面与参考面的相对相位分布, 而三维形貌检测要测的是高度分布. 在分析一般测试系统的基础上, 推导出了相位与高度分布的非线性函数映射关系. 设计了标定测试系统的实验方案. 通过平移实物参考面, 测得其上的相位分布, 由平移距离与相位增量之间的关系, 用最小二乘迭代法计算相位差与物体高度映射关系. 最后, 对一个实际测试系统进行了标定,并与Hung的标定方法进行了分析比较.理论和实验都表明, 新方法精度高, 操作方便, 降低了标定复杂度.     

小尺寸物体三维面形高精度测量

采用变形光栅条纹囹样直接分析的方法对小尺寸物体面形实现高精度测量.研制了一台小型的三维表面轮廓测试仪,测量范围(30×30)mm²,精度20μm,初步用于人类牙齿表面三维测量.最后提出了存在的问题和改进方向.     

电热炮膛压测量技术

 主要介绍了一种高瞬态、宽谱的膛压准静态信号的测量方法及其在强电磁干扰环境下采取的抗干扰措施。引入了声腔滤波技术和光电隔离技术，并使用石英压力传感器和PVDF压力传感器进行了实验验证。为电热炮、液体炮等先进驱动系统的高瞬态、宽谱的膛压测量提出了一种有效的方法。     

采用剪切干涉和虚拟光栅的三维形貌检测

本文提出一种新型三维形貌测量方法,该方法通过投影装置将剪切干涉条纹投射到物体表面,以获取调制光栅图。采用相位法,由计算机生成虚拟接收光栅,从一幅调制光栅图重建物体形貌。文中给出了实验结果和性能分析。     

动态三维面形测量

本文简述三维测量的必要性和要求，提出用光栅莫尔三维测量，激光全息干涉计算和计算机全息干涉计量的工作原理。     

激光纳米振动测量技术研究

本文通过对电子散斑小振幅振动测量的线性分析,实施一系列特殊算法、散斑平均技术及特殊图象处理等工作,使得纳米振动测量系统的测量精度得到较大提高.该系统将具有全场、非接触、测量速度快、测量精度高等优点,目前它也是纳米全场振动测量的唯一方法.     

外形分析-拟合求导法测接触角

在外界来流作用下,液滴在固体表面上呈现周期性振荡特性,接触角的动态变化是表征该过程特性的重要参数, 传统方法不适用此接触角测量。在分析常用接触角测量方法的基础上,提出外形分析-拟合求导法测量动态接触角,同经典测量方法对比表明,外形分析-拟合求导法可很好地满足测量精度要求。     

基于重心算法的结构光投影技术研究及应用

本文提出了一高精度查找非相干结构光中心位置的重心算法.根据此算法,对台阶投影法和狭缝投影法两种非相干结构光的投影技术进行了探讨,并对两种投影方法的精度进行了检测与分析.经检测证明了台阶投影法具有精度高和适合于非对称、不规则旋转体的形状测量等优点,特点是它解决了传统的结构光法中难以测量的大梯度面形的测量问题.本文利用重心算法和台阶投影法,对面形不规则的柴油机活塞头及流道进行了全三维形貌测量,给出了测量的结果,证明了该重心算法和投影方法的可靠性.     

数字投影三维数字成像的并行DSP实现

提出一种基于数字白光投影的三维数字成像嵌入式DSP处理系统.该系统根据时序变频条纹投影原理,利用TMS320DM642定点DSP和FPGA硬件电路以及多线程软件技术实现了条纹编码、编码图像采集和条纹分析的流水线处理过程.为了提高相位解调算法的速度,使用软件流水对其进行了优化.对于512×512像素图像,五步相移时的条纹图处理速度可达到39.7 fps,能满足快速条纹图处理的要求.测量实验表明,该系统可以实现快速、准确的三维轮廓测量.     

用投影光栅法测量三维物体表面轮廓形状的评述

从相位的调制与解调角度出发，综述用投影光栅法测量三维物体表面轮廓形状的几种方法：莫尔拓扑法、傅里叶交换轮廓法和相位步进解调法，同时讨论各种方法的优点和不足。     

低温冲击压缩实验中的装置与测试技术

一种改进的低温靶系统,包括低温靶体,超冷气流发生器及其控制器,气泡沸腾状态监控仪和阳极化铝冲击波同轴探测器,已经成功地引入基于二级轻气炮的低温冲击压缩实验.详细地剖析了其中的几种专用部件,讨论了相应的实验方法.最后,为了验证该系统,将液体CO2单质样品一次冲击压缩到22～60GPa(220～600 kbar)得到的Hugoniot数据与早先的实验结果进行比较.结果表明,改进后的低温靶系统结构合理、简单,操作安全,功能较多,成本较低.同时,利用本系统获得的液体CO2样品的冲击压缩数据精度高,重复一致性更好.很容易推广到凝点在300～77K范围内其它简单分子物质的冲击压缩实验.甚至有可能用于液氦(4K)或液氢(20K)温区的冲击压缩实验.