基于梯度数据的三维面形重建方法

目前三维传感、机器视觉等领域的许多方法如阴影法、光度立体法,偏折术法等获得的数据为离散梯度.一些实际应用如波前重建、相位测量和三维面形测量等,需要进行面形重建.本文讨论了测得梯度的偏差对重建结果的影响,分析比较了不同偏差环境下基于局部积分技术的路径积分法与基于全局积分技术的傅立叶变换积分法及其修正方法的重建能力,计算机模拟实验证明了根据实际梯度偏差选择适当算法的必要性.     

激光片光三维传感中提高深度分辨率的方法

提出了两种在激光片光三维传感中降低散斑噪声、提高深度分辨率的方法。第1种方法采用宏观上相同、微观上受物体微结构面元影响的多帧散斑图像叠加,用于三维测量系统的标定。第2种方法利用动态采集方式,使CCD对微结构元进行时间积分,可有效地降低散斑噪声的影响。实验证明,综合利用这两种方式,深度分辨率可以得到有效的提高。     

傅里叶变换轮廓术中抑制零频的新方法

基于条纹投影的傅里叶变换轮廓术(FTP)是一种非接触、快速的光学三维面形测量方法.将短时傅里叶变换引入傅里叶变换轮廓术中,通过合适滑动窗口把变形条纹分成许多局部条纹段.计算每一个局部变形条纹的归一化傅里叶谱,提取零频分量,从中重构出变形条纹的零频分量.再计算原变形条纹的归一化傅里叶谱,并从中减去零频分量,以达到利用一帧变形条纹就可以抑制或消除零频分量对傅里叶变换轮廓术测量的影响,使得携带被测物体高度信息的基频分量的扩展几乎可以达到零频,而不发生混叠,相当于达到了π相移技术消除零频的效果.同采用π相移技术来消除背景光场的改进傅里叶变换轮廓术方法相比,此新方法仅需要对CCD获取的一帧条纹图进行处理,测量装置简单,随着计算机处理速度的提高,使傅里叶变换轮廓术能真正发挥其快速测量的优势.     

提高傅里叶变换轮廓术测量精度的新方法

在傅里叶变换轮廓术 (FTP)测量方法中 ,成像装置获取受到物体高度调制后的变形结构光场 ,通过傅里叶变换 ,滤波和逆傅里叶变换恢复出物体高度分布。频谱滤波是FTP中很重要的一个过程 ,也是影响FTP测量精度的一个重要因素。通常滤波是手工选择合适的滤波函数和滤波窗口大小 ,窗口太小 ,表示物体细节的高频信息将丢失 ;窗口太大 ,无法消除噪声。本文提出一种新的滤波方法 ,无需手工选择滤波函数 ,可以很好地保留物体高频信息并消除随机噪声 ,从而提高FTP的测量精度。计算机模拟和实验证实了所提方法的有效性     

一种高亮度结构光投影系统

设计了一种高亮度结构光投影系统.用于冲击爆轰过程的三维面形测量,可同时满足实验中的高亮度照明和结构光投影的要求.实验取得了冲击过程初期的变形条纹图,并进行了三维面形重建.     

傅立叶变换轮廓术测量范围的普适讨论

针对目前傅立叶变换轮廓术(FTP)测量范围的公式仅适用于投影呈一维变化的光栅条纹的情况，对FTP的测量范围进行了更深人的讨论，给出了适用于投影呈二维变化的光栅条纹的普适的测量范围公式。得出了当被测物体的频谱呈现非圆形分布时，可以采用改变投影的光栅条纹的方向消除频谱混叠，达到在不增加条纹密度和图像获取装置的分辨率的情况下减小或消除基频和零频问的混叠。     

无接触光针式位移传感系统

位移传感器在各种几何量的检测中占有相当重要的地位。广泛应用于工业生产、质量监测、军事及科研等领域。本文提出一种基于非相干光三角测量原理的无接触光针式位移传感系统。通过系统中光电转换器件的     

用条纹时问平均法分析薄膜振动模式

提出一种对薄膜的振动模式进行定性分析和识别的方法一结构光条纹时间平均法.该方法采用结构光三维传感技术,用低帧频商用CCD相机记录由光栅投影到振动薄膜而上、因薄膜振动导致条纹局邴模糊的一系列变形正弦条纹,经过傅里叶变换、频谱滤波、逆傅里叶变换、取模等处理得到被测薄膜的振动模式分布.本文给出了该方法的理论分析,推导了相应的计算公式.计算机模拟和实验验证了该方法的可行性:能够对在不同激励频率下薄膜的振动模式进行定性分析和识别.在实验中,如果连续改变振动物体的振动激励频率,可以清楚地观察到物体振动模式的变换过程.实验证明,本文方法具有数据获取速度快,全场测量,实验装置简单等优点.     

基于调制度测量轮廓术的测量系统研究

调制度测量轮廓术可以实现对物体的垂直测量 ,特别适合于探测表面有高度剧烈变化或不连续区域的物体 ,研究实用的基于调制度测量轮廓术的测量系统对三维传感和机器视觉有重要意义。本文从调制度测量轮廓术的原理出发 ,分析了获取条纹调制度信息的原理 ,提出了两种易于实现仪器化的垂直扫描方法 ,提出了调制度测量轮廓术的实验系统设计方法和步骤 ,给出了模拟实验结果。本文的工作对调制度测量轮廓术的实验设计和实用化有重要的意义     

抛物面折反射全景成像系统

系统论述了抛物面折反射全景成像系统原理和设计方法，推导了系统的逆投影计算公式，建立了虚拟像平面内透视全景图像与实际像平面内全景图像的坐标映射关系，为全景视频图像的处理提供了必要的模型和计算方法。进而研制出抛物面反射镜，建立了抛物面折反射全景成像系统。