用于曲面精密检测的新型光纤三角传感器研究

基于光纤传感技术和三角测量方法,提出了一种用于曲面检测的新型光纤三角传感器。根据所设计的轮辐式接收光纤结构,可以在测量曲面与传感头间位移时,首先获取被测点处微面元的倾斜信息,以便对传感器测量值进行实时误差修正,从而解决了被测表面倾斜对坐标测量带来的影响。该传感器还能有效地消除环境光干扰、光源波动、表面反射率变化等对测量带来的影响。建立了传感器测量的数学模型。理论分析和初步的实验结果证明了系统的有效性和实用性。该传感器系统不稳定性好于0.3%,横向分辨率好于8μm,高度分辨率好于0.1μm。     

A structured light-based system for human heads

The 3-D modeling of heads by using optical triangulation techniques is of great interest in the context of virtual reality, telecommunication and computer animation. This paper presents a structured light-based system mainly for human heads. It is named “3-D Laser Color Scanner” (3DLCS). A 3-D model is obtained with a cylindrical scan. The laser beam is switched on and off using a “light valve” and two successive CCD frames are captured, one with the laser line showing and one without. We can simplify the laser line extracting by subtracting these two images.In this system, two CCD cameras are used to avoid occlusion problems. Color information is read from the CCD when the laser light is absent. Since traditional laser scanner will miss the range data in the low-reflectance areas such as the hair area of human head, a shape from silhouette algorithm is presented to overcome this problem. Finally, we give some results using our system. The resulting model is suitable for many applications.     

可自适应位移变化的玻璃厚度激光三角测量方法

传统的激光三角法测量玻璃厚度时,玻璃与测头的相对位置需保持固定,每当玻璃位置移动时,均需重新标定才能进行准确测量。针对这一问题,提出可自适应位移变化的玻璃厚度激光三角测量方法,玻璃在不同位置时均可以直接对玻璃厚度进行测量。首先分析当玻璃位于基准位置时,其前、后表面反射光的成像光斑间距与玻璃厚度之间的关系;其次分析当玻璃位移变化时,成像光斑间距与玻璃前表面位置、玻璃厚度之间的关系,建立数学模型,并相应地提出修正算法来消除玻璃位移变化对厚度测量的影响;最后设计了基于激光二极管-互补金属氧化物半导体(LD-CMOS)的激光三角测量系统,并采用多块已知厚度的玻璃样本进行标定和测量实验。实验结果表明,当玻璃位置在1~4.5 mm的范围内变动时,不同位置处玻璃厚度测量的绝对误差小于0.010 mm,并且相对误差均在0.5%以内。该方法实现了玻璃在不同位置时对玻璃厚度的高精度测量,无需重复标定,具有很好的实用性、灵活性和通用性。     

逐点插入法在三维地质建模中的运用

随着科学计算可视化技术和地质信息技术的发展,三维地质建模逐渐成为石油勘探、岩土工程、GIS和科学计算可视化等领域研究与应用的热点。本文主要介绍了在三维地质建模中常用的三角剖分算法中的逐点插入法,在实际运用中进行了改进,对三维空间中的原始数据点进行三角网化并构造地质体。