360°三维测量系统在逆工程中的应用研究

本文介绍了一种面向逆工程的快速360°三维测量系统,论述了其原理、结构,并详细讨论了其中的关键技术,包括激光扫描、数据的实时提取与校正、三维曲面拟合、图象渲染等逆工程用于制造前的若干关键技术问题并对其提出了相应的解决方法.本系统与逆工程概念相结合,具有结构简单、实时性好、适用范围广等优点.     

激光快速成型技术研究

激光快速成型技术由于其广范的应用前景而得到广泛深入研究^1,2,本文重点讨论我们研究所设计的激光快速成型系统的关键技术及其应用新领域逆工程．     

基于相位辅助的三维数字成像与测量

综述了基于相位辅助的三维数字成像与测量的核心技术.以相机模型为基础,建立了三维数字成像系统模型和三维测量网模型,并介绍了相关的标定技术.在主动立体视觉的理论框架下,综述了相位提取、相位展开、对应点搜索等单视点深度像重建的关键技术.介绍了深度数据后处理技术,其中包括多视点深度像的匹配、融合和简化的代表性算法.同时,对系统...     

基于聚束逆合成孔径激光成像雷达组的三维目标重构的研究

为了在聚束逆合成孔径激光雷达成像中获得三维重构需要的高程信息量,设计了基于聚束逆合成孔径激光成像雷达组的目标重构算法.系统在等边三角形三个顶点上分布安置逆合成孔径激光雷达,根据位置和倾角的关系,由另两个激光雷达提供三维目标重构的高程信息.计算了被测目标任意方向进入系统探测区域后,三个逆合成孔径激光雷达对应的高程函数表达式.通过仿真实验可知,被测目标的速度对高程函数没有显著影响.而逆合成孔径激光雷达与目标的角度关系对高程信息变化有显著贡献,在采用不同位置高程信息融合的过程中,选择逆合成孔径激光雷达的分布方式对回波数据的利用率有影响.由于不同角度变化产生了连续变化高程信息,利用该方法可以有效地通过获取高程信息重构目标三维图像.     

车载激光采集系统中三维信息联合解算方法

深入讨论了车载激光三维数据采集系统中解算三维信息的关键技术,给出了一套完整的GPS、IMU和激光扫描数据交叉整合的工程方法,实时、主动、快速获取导目标表面的三维信息。该方法已经在实际应用中得到验证。     

基于双声光偏转器的变频三维数字成像

提出了一种基于双声光偏转器的时序变频三维数字成像系统.此系统可以实时产生并投射具有不同空间频率的条纹结构光序列照明被测物体,可以以视频速率完成任意形状物体的三维传感.整体系统采用全固态结构,无任何机械运动部件,具有高精度、全场测量、动态可编程、普适性好等特点.给出了该三维数字成像系统对一个台阶状物体形貌测量的应用实例.结果证明DAOP对于解决具有复杂几何形状或拓扑结构物体的三维形貌测量问题是一种有效技术.     

地球同步轨道空间目标地基逆合成孔径激光雷达系统分析

对用于地球同步轨道空间目标进行成像观测的地基逆合成孔径激光雷达系统进行了分析.讨论了地球同步轨道空间目标运动特性和观测几何模型,分析了地基逆合成孔径激光雷达系统指标,波形选择为无周期相位编码信号,提出了基于发射和本振参考通道的信号相干性保持方法.根据目标存在振动和三维自转的特点,采用正交基线干涉处理的方法进行运动相位误差估计与补偿.引入自适应光学系统实现大气时变相位误差校正,同时明确了基于正交基线干涉处理的逆合成孔径激光雷达与自适应光学在大气校正方面具有互补性.设计了初步系统方案,仿真验证了目标振动和三维自转对逆合成孔径激光雷达成像有明显的影响.     

基于位相抽取的三维信息加密算法研究

本文提出了以位相抽取为基础的三维信息加密算法.构造由纯振幅和纯位相物体组成的简单三维信息作为加密对象.先用标量衍射理论计算其复振幅并抽取相位分布,再结合双随机位相编码完成加密.解密算法为上述算法的逆过程.计算机模拟结果证实了该算法的有效性、鲁棒性和安全性,并揭示了位相抽取算法用于加密更大信息量三维信息的潜力. 关键词： 傅里叶光学 光学信息安全 三维信息加密 位相抽取     

一种新型彩色三维光学成像系统

提出一种新型三维彩色光学数字成像系统。此系统利用投影结构光对现实世界中的物体进行数字化，同时得到对应的彩色纹理。详细介绍了系统的硬件设计和软件体系结构设计，得到物体彩色纹理的两种不同方法；直接获取和从编码条纹中提取，给出了用该系统得到的实验结果并简单评价了系统的性能。此系统在反求工程、影视制作、三维游戏制作、医学应用等方面有远大的应用前景。     

深井摄像测井系统关键技术研究

介绍了深井摄像测井系统的总体结构和工作过程,研究了系统的耐高温、高压,密封防护和视频信号无中继远距离传输等关键技术.现场试验表明该系统总体性能指标达到了设计要求.     

水平磁场对双层流体热毛细对流的影响

三维数值研究了零重力时水平温度梯度作用下,B2O3封闭液与InP熔液组成的双层流体系统在水平磁场作用下的热毛细对流.结果显示,当磁场强度较小时,上层流体中对流涡的结构变化其微,而下层流体中的逆对流涡得到了抑制;随着磁场的增强,温度场分布逐渐趋于均匀,涡量强度逐渐减小,表明热毛细对流强度逐步地得到削弱.当磁场增强列Bx=0.4 T时,上层流体中的对流涡较均匀地充满上层流体区,而下层流体中对流涡紧贴着交界面.     

三维人脸测量与分割系统研究

三维人脸的测量与分割有着广泛的应用需求,是目前重要的研究方向,但三维人脸数据的庞大、无序等问题制约了其快速发展。首先开发了基于结构光方法的三维人脸测量系统,获得以点云形式存储的高精度三维人脸数据。其次,采用保角变换对三维人脸数据进行了预处理,并采用二维卷积神经网络分割结合三维反映射的思路,实现了三维人脸的分割,解决了三维数据的无序性以及旋转性,降低了三维数据分割的时间消耗。实验结果表明,本文提出的三维人脸测量系统精度可达0.5 mm,三维分割的平均交并比可达0.78,二维分割结合三维反映射的整体效率明显高于直接进行三维分割的效率。     

军用紫外光学技术的发展

以紫外光在自由大气空间分布特性为基础,介绍了紫外光学技术在几种军事工程中的应用,主要包括紫外光通信、紫外告警、紫外侦察及紫外制导等技术,讨论了其系统的工作原理及特点,分析了军用紫外光学技术需要突破的关键技术和难点.     

用空间图像融合技术进行三维重建的研究

研究了从多个空间角度获得的三维物体图像的融全处理技术,并用于构成计算机三维重建时所需的表面纹理图。从光学成像系统获得的图像仅仅是三维物体在像平面上的投影,不能直接作为三维重建时的纹理图使用,必须消除由透视关系、几何投影关系等造成的畸变才能得到物体表面真实的纹理图。给出了反透视变换和逆几何投影变换所需的关系式,并将其用于真实物体三维重建时的表方理图的处理,得到了很好的结果。     

光学测试 光学系统测试与设备

TH7032006010675光学三维测量中结构光栅投影系统的开发=Developmentof structure fringe projection system for optical three-di-mensional measurement[刊,中]/樊强(上海交通大学计算机集成制造研究所.上海(200030)),姜涛…∥光电工程.—2005,32(10).—66-69为解决结构光三维测量系统中的光栅投影质量问题,提出并实现了以物理光栅为核心的结构光栅投影系统。该系统以现代光栅制造技术制造的精密光栅元件为核心,基于幻灯投影原理实现高质量的光栅条纹投影,利用步进电机带动高精度滚轴丝杆进行平移实现投影光栅的切换。实验结果表明,基…     

基于交叉延迟线位敏阳极微通道板探测器的光子计数激光三维超分辨成像（特邀）

以未来天基态势感知对远距离空间目标高灵敏度探测与精细三维成像的潜在需求为出发点,开展以光子灵敏探测器为核心的光子计数激光三维成像系统及关键技术研究。提出了一种基于自主研制的交叉延迟线位敏阳极微通道板探测器的光子计数激光三维成像技术。首先介绍了该技术的基本原理,并从全链路建模与成像仿真特性分析的角度对其空间应用的潜力进行了研究;之后探讨了多域联合三维超分辨重建提升系统时空分辨能力的可行性;最后研制了基于交叉延迟线位敏阳极微通道板探测器的光子计数激光三维成像原理样机,在6.8 m距离处实现了距离分辨率优于5 mm的三维成像效果,证明了该技术方法的有效性。     

结构位移摄像测量系统的设计与实现

针对飞机等大型工程结构的位移测量需求,设计实现了结构位移摄像测量系统.该系统采用多台数字式摄像机从不同方向拍摄飞机机身、机翼表面的人工合作标志点,在试验前对各个摄像机的参数进行精确标定,试验过程中实时分析各摄像机采集到的序列图像,检测跟踪得到标志点在图像上的二维像点坐标,根据像机参数和标志点二维像点坐标交会计算得到各标志点的三维坐标,即可得到整个结构的位移与变形参数.结构位移结果可进行三维动画显示,也可随时查看各标志点的位移曲线.精度测试结果表明该系统位移测量误差标准差小于1 mm,相对误差小于1%.该系统已成功应用于飞机机翼位移测量中.     

一种用于三维建筑模型投影的大幅面自由表面拼接方法

大幅面自由表面投影技术在展览展示、产品发布、虚拟仿真等领域得到了广泛的应用。在深入分析自由表面投影拼接应用案例以及国内外研究现状的基础上,提出了一种新型的适用于大幅面自由表面的投影拼接方法,所研究的关键技术包括相机校正、结构光编码、固定视角的投影几何校正等,在理论研究的基础上设计并实现了三维建筑模型投影系统。实验表明,所提出的方法能够满足建筑表面投影拼接的需求。     

双近贴式X射线像增强器成像系统的三维噪音测量及其分析技术

针对基于双近贴式X射线像增强器的射线成像系统,提出了该系统的三维噪音测试及分析方法.分析了各噪音因子的含义,用三维曲线描绘出空间域和时间域噪音的分布情况,结合数字图像处理技术,测量了双近贴式X射线像增强器成像系统在微焦斑射线源四种照射条件下的三维噪音,并对其结果进行分析.分析表明,其结果与双近贴式X射线像增强器成像系统实际性能相吻合.     

大截面刚度CICC导体螺旋放送系统的设计与校核

聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)是为了探索与建设中国聚变工程试验堆(CFETR)关键技术和原型系统的大科学装置.环向场(Toroidal Field, TF)线圈是CRAFT系统的重要组成部分,旨在制造出用于CFETR的环向场原型线圈.本文结合CRAFT TF线圈的结构特点和无张力绕制的工程需求,针对大截面刚度CICC导体恒速度、恒高度螺旋放送的技术难点,完成了导体放送系统的结构设计,并采用ANSYS软件对关键承载部件进行静力学校核,验证了导体放送系统结构设计的可靠性和材料选择的合理性.同时,对导体的螺旋放送过程进行简化,建立了待放导体旋转与下降过程的力学模型,获得了导体放送过程中克服转动惯量所需摩擦力的变化曲线,为导体安装撑紧力的设置提供了依据.