莫尔条纹光电信号的非线性跟踪微分测速方法

为了实现在低速情况下系统速度的检测,提出了一种基于莫尔条纹光电信号和非线性跟踪微分器的测量角速度和角加速度的方法。首先,分析了莫尔条纹光电信号特性;然后结合非线性跟踪微分器理论,对编码器输出的光电信号进行滤波和相位补偿;最后,将两级非线性跟踪微分器级联,同时得到速度和加速度。实验结果表明：该方法增加了低速时采样频率,提高了速度测量的平稳性、精度和实时性。将该方法应用于某采用21 位编码器作为角度传感器的系统中,成功实现了速度及加速度地检测。当速度降低到0.001 7（）/s 时,设置采样时间为5 ms,则采样频率为通常方法的20 倍,更好的解决了低速系统对测速平稳性、精度和实时性的要求。     

移相数字莫尔条纹图像滤波方法的研究

数字莫尔条纹滤波处理是利用莫尔条纹进行非球面检测的关键技术之一,滤波结果直接影响非球面检测的精度,分别从空域和频域两个角度对滤波算法进行了讨论分析,并进行了模拟实验。结果表明,经两种方法处理后恢复的波面得到了较好的结果,全孔径相位分布残差的均方根(RMS)值分别为0.024λ和0.035λ,证明了滤波方法是可行的。     

莫尔条纹光电信号自动补偿系统

为了保证高精度光电编码器在恶劣工作环境下的精确测量,建立一种基于高分辨力数字电位计+DSP+CPLD的莫尔条纹光电信号自动补偿系统。首先,介绍了自动补偿系统的工作原理及构成,并设计了系统使用过程中的工作模式;融合莫尔条纹信号各个偏差的补偿算法,建立了光电信号细分误差的综合补偿模型;然后,具体阐述了系统的硬件设计、相关软件设计,并分析了补偿系统自身存在的系统误差;最后,以24位光电编码器为实验对象,对该补偿系统进行测试分析,实验结果表明:自动补偿系统可实现编码器精码信号直流电平漂移、等幅性偏差、正交性偏差及二次、三次、五次谐波偏差的综合补偿,可使实际的静态细分误差减小0.61。该系统可用在编码器的工作现场,实现莫尔条纹信号细分误差的自动修正。     

无衍射光莫尔条纹准直、跟踪和定位系统的研制

由于无衍射光莫尔条纹技术具有高的对心分辨精度和适用于长、短距离测量的特点,在此技术的基础上研制了激光准直跟踪和定位测量系统。它具有抗强光干扰和抗机械振动的特点,并具有高的定位、定向精度（0.12μm/5m）。     

无衍射光莫尔条纹准直、跟踪和定位系统的研制无衍射光莫尔条纹准直、跟踪和定位系统的研制

由于无衍射光莫尔条纹技术具有高的对心分辨精度和适用于长、短距离测量的特点,在此技术的基础上研制了激光准直跟踪和定位测量系统。它具有抗强光干扰和抗机械振动的特点,并具有高的定位、定向精度（0.12μm/5m）。     

基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算

提出了一种基于模板匹配的亚像素处理方法,可以精确计算出在大口径长焦距测量过程中出现的莫尔条纹的角度。基于泰伯效应和莫尔条纹干涉的长焦距测量方法是一种高精度的焦距测量方法。理论分析表明:这种测量方法的精度很大程度上依赖于莫尔条纹角度的精度。之前是通过迭代算法在亚像素域中寻找莫尔条纹频谱的最大值点来计算莫尔条纹的角度。然而实验过程中得到的莫尔条纹往往会出现不同程度的弯曲和畸形,这会大大影响这种方法的测量精度。从改进测算角度算法这个角度出发,针对傅里叶变换后的频谱图,基于模板匹配的思想,对各种莫尔条纹进行二维正态分布拟合,找出频谱点精确坐标,从而精确测量莫尔条纹角度。理论分析和软件仿真表明:这种方法具有高精度、高稳定等优点,能有效提高长焦距的测量精度。     

基于莫尔条纹的自准直测角方法研究

提出了一种基于莫尔条纹的自准直测角方法.该方法将成像式光栅方法、基于莫尔条纹的扭转测量技术、自准直测角技术相结合,利用标尺光栅像和指示光栅形成的光栅副夹角变化所引起的莫尔条纹宽度变化来反映平台棱镜的角度变化,建立了平台棱镜旋转角度、光栅栅线夹角及莫尔条纹宽度之间的关系式.有别于传统莫尔条纹的计数处理,通过图像处理获得了莫尔条纹宽度信息.实验结果表明,该系统接收到的莫尔条纹对比度清晰,满足莫尔条纹图像处理的要求,在±7′范围内,与0.2″自准直仪的比对误差在0.2″以内.     

同心环形光栅莫尔条纹在测量平面水平度方面的应用

本文导出了同心环形光栅莫尔条纹在测量平面的水平度方面的定量表达式，并给出了测量结果，利用同心环形光栅莫尔条纹测量水平度，只一步就可以测出，而不需改变光栅的位置，也不需将待测表面绕光轴旋转。     

同心环形光栅莫尔条纹在测量角度方面的应用

本文导出了同心环形光栅莫尔条纹在测量角度方面的定量表达式 ,并给出了测量结果 ,提供了同心环形光栅莫尔条纹测量角度的既简洁又精确的方法。     

基于鲁棒滤波理论的最速跟踪微分器滤波特性研究

为保证获得数据的实时性以及滤除数据在获取过程中存在的一系列野值干扰,对标准最速跟踪微分器进行了仿真设计,然后利用鲁棒滤波理论对最速跟踪微分器的跟踪和抗野值功能进行了改进,并与标准最速跟踪微分器仿真结果进行了比较,表明经改进的最速跟踪微分器有更好的跟踪、抗野值干扰效果,并将之应用于实测电罗经数据的处理过程。     

视差自由立体显示中莫尔条纹消除的研究进展

视差自由立体显示中视差生成元件参数的不合理设定会导致影响三维图像的莫尔条纹产生。因此,莫尔条纹消除是视差自由立体显示中的关键问题之一。本文简单介绍了3种视差自由立体显示原理。综述了视差自由立体显示中的避免莫尔条纹产生和莫尔条纹最小化2种莫尔条纹消除技术,着重介绍了莫尔条纹最小化技术,包括工程实验、莫尔条纹图像仿真、余弦光栅叠加模型近似分析和序数方程方法和傅里叶分析方法的一致性分析等技术。其中后2种技术给出了视差自由立体显示中莫尔条纹最小化的详细理论分析和解释,并为其他视差自由立体显示技术提供了设计依据。     

莫尔条纹在微小振动测量中的应用

微小振动的频率和振幅的测量在工程技术领域具有重要意义 ,本文提出利用动态莫尔条纹光电信号测量微小振动的频率和振幅的方法。由于莫尔条纹具有放大作用 ,采用对莫尔条纹光电信号的细分技术 ,测量精度可以做得较高。实验表明 ,振幅测量分辨率可达光栅常数的二十分之一以上。     

基于泰伯-莫尔条纹的激光波前曲率半径测量

为了精确测量激光波前曲率半径,提出了基于泰伯-莫尔条纹技术的波前曲率半径测量方法,建立了激光波前曲率半径测量理论分析模型。对波前曲率半径与莫尔条纹倾角的关系、系统测量不确定度进行了分析,完成了激光波前曲率半径测量系统的设计,构建了测量系统,并对口径为200mm的激光发射系统的出射波前曲率半径进行了测量。结果表明,测量结果为498m时,测量重复性为0.2%,根据测量结果推算光束束腰位置与实际位置相对偏差为0.4%;并根据500m~3000m的测量结果对激光发射系统中出射波前曲率半径、物镜焦距、目镜位置等参量进行了校准,校准完成后与理论值的最大偏差为2%。该方法能够实现大口径激光发射系统出射波前曲率半径的高精度测量。     

一种辨别莫尔条纹移动方向的实时性辨向电路

分析了传统辨向电路在莫尔条纹高倍数细分时有一定的时间延迟．对于小幅度的振动信号不能实现正确的辨向，在高倍数细分电路中有着难以克服的缺陷。进而提出了一种新的实时性的辨向电路，对实现高倍数细分有重要意义。     

基于跟踪微分器的波门跟踪算法的研究

针对目标自动跟踪系统对目标跟踪算法实时性和精确性要求高的特点,提出了一种基于跟踪微分滤波器的运动目标跟踪方法.该算法利用跟踪微分器预测目标中心在下一帧体现在图像中可能出现的位置,以该位置为波门目标检测的中心,减少了目标的搜索范围,缩短了算法的运算时间.仿真结果表明,该方法具有不依赖于目标运动模型,实时性好,精确性高等优...     

采用Matlab图形系统分析乘法倍频后莫尔条纹信号的波形

莫尔条纹的乘法倍频是一种利用函数本身的性质,来提高原始信号重复频率的细分方法.它不仅可以解决高速运动装置位移的精密测量问题,而且还可以同其它电子学细分方案结合使用,大大提高计量光栅系统的分辨率.由于莫尔条纹原始信号质量的好坏,直接决定了倍频后信号波形的失真情况.于是,针对莫尔条纹原始信号的正弦性、正交性、等幅性及含直流电平这几种典型特征,文中采用了美国Mathworks公司最新推出的Matlab软件对以上莫尔条纹的原始信号进     

高精度光电编码器莫尔条纹信号质量分析方法

针对莫尔条纹信号质量对高精度编码器细分误差的影响,提出了基于离散傅里叶变换分析莫尔条纹信号质量的方法。该方法利用信号重构和傅里叶变换算法得到信号参数,真实地反应了莫尔条纹信号质量,提高了细分误差测量的准确性。编码器转动时,采集相位差为/2 的两路精码正弦光电信号,通过对采样信号的重构得到信号波形,利用离散傅里叶变换算法分析重构波形,求解信号的直流分量、幅值、相位和谐波分量等各项参数。最后,根据信号参数与细分误差的关系得到光电编码器的细分误差值,并进行了实验验证。实验结果表明,对某24 位绝对式光电轴角编码器细分误差进行测量,细分误差的峰值为+0.48和-0.21。相对于传统的细分误差测量方法,此方法测量速度快,测量精度高,适用于工作现场。     

载频条纹跟踪法用于三维面形的自动测量

提出一种新的基于计算机技术的三维面形自动测量方法，它能自动判别物体表面的凹凸情况，实现完全自动测量．并给出了实验结果．     

一种基于二维OTSU的莫尔条纹图像分割方法

在分析莫尔条纹图像信息组成的基础上,针对原始莫尔条纹图案中背景光信息、有效莫尔条纹信息以及原始光栅信息的频率分布特点,提出了一种莫尔条纹图像分割方法。该方法首先采用高斯低通滤波提取有效莫尔条纹信号,然后经过高低帽变换进行图像对比度增强,最后采用OTSU法进行图像分割。实验结果表明,该方法简单易行,分割后的图案很好地保留了莫尔条纹的有效信息。