基于单帧变形条纹的物体三维位移和速度测量

作     者：曹森鹏 曹益平 CAO Sen-peng;CAO Yi-ping

作者机构：四川大学电子信息学院成都610065 平顶山学院电气与机械工程学院河南平顶山467000 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2016年第45卷第8期

页      面：122-127页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家科技重大专项(No.2009ZX02204-008) 国家高技术研究发展计划(No.2007AA01Z333)资助~~ 

主　　题：测量 三维位移 三维速度 傅里叶变换轮廓术 亚像素定位 隔行扫描 

摘      要：用隔行扫描摄像机采集到的运动物体单帧变形条纹测量三维位移和速度.该方法将一帧变形条纹分成两个单场,利用傅里叶变换轮廓术重建三维面形,从单场条纹的调制度中提取二值化模板,计算质心获得亚像素匹配定位点,通过双三次插值和标定,实现了一个场周期时间内三个维度上的位移和平均速度的测量.匀速运动物体实验结果表明:被测速度的最大绝对误差为0.6 mm/s,相对误差为0.57%.该方法仅用一帧变形条纹即可测量运动物体的三维位移和速度,提高了时间分辨率和测量准确度.