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基于一般成像模型的微小物体测量系统标定方法

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光学学报 2016年第9期36卷 187-198页

作者：孔玮琦刘京南达飞鹏饶立东南大学自动化学院江苏南京210096 复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室江苏南京210096

通过利用光栅投影三维测量技术进行微小物体的三维重构,提出了基于一般成像模型的标定方法,利用标定板围绕固定轴转动的不同姿态进行标定并进行优化。所提出的标定算法既解决了一般成像模型变量多的问题,又不需要借助精密位移装置,简化... 详细信息

通过利用光栅投影三维测量技术进行微小物体的三维重构,提出了基于一般成像模型的标定方法,利用标定板围绕固定轴转动的不同姿态进行标定并进行优化。所提出的标定算法既解决了一般成像模型变量多的问题,又不需要借助精密位移装置,简化了整个标定过程。与此同时,利用自卷积盲去模糊的方法解决远心镜头景深小带来的离焦,提高了摄像机的标定精度。标定和三维重构实验验证了该方法的可行性和准确性。在23.7 mm×17.78mm相机视场范围下系统测量精度达到了6μm。

关键词：测量一般成像模型光栅投影标定自卷积

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相移轮廓术周期性光源干扰

光学学报 2020年第15期40卷 80-89页

作者：肖毅鹏石朝侠达飞鹏南京理工大学计算机学院江苏南京210094 东南大学自动化学院江苏南京210096 复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室江苏南京211096

随着数字投影技术的发展,基于光栅投影的三维测量技术在众多领域中得到了广泛应用。但是大多数应用场景下,环境中都存在着各种周期性的光源,对光栅投影的成像过程造成干扰,在相位提取的过程中引入非线性误差,进而影响三维重建的精度。... 详细信息

随着数字投影技术的发展,基于光栅投影的三维测量技术在众多领域中得到了广泛应用。但是大多数应用场景下,环境中都存在着各种周期性的光源,对光栅投影的成像过程造成干扰,在相位提取的过程中引入非线性误差,进而影响三维重建的精度。针对上述问题,从时域上分析环境光源的干扰因素,通过采集分析周期性环境光影响的图像并建立光源模型,为此提出一种高精度的相位补偿算法。实验证明所提算法可有效抑制由环境光源带来的相位非线性误差。

关键词：测量三维测量光栅投影周期性噪声牛顿迭代

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一种高效的平面点集凸包递归算法

自动化学报 2012年第8期38卷 1375-1379页

作者：刘斌王涛天津理工大学自动化学院天津300384 总后勤部军事交通运输研究所天津300161

凸包是计算几何的基本结构,在许多图形图像相关领域得到了广泛应用.本文提出了一种简单快速的平面点集凸包算法,使用了主成分分析法(Principle component analysis,PCA)对点集进行预处理,并研究了适用的排序规则和凸包边缘点判定原则.... 详细信息

凸包是计算几何的基本结构,在许多图形图像相关领域得到了广泛应用.本文提出了一种简单快速的平面点集凸包算法,使用了主成分分析法(Principle component analysis,PCA)对点集进行预处理,并研究了适用的排序规则和凸包边缘点判定原则.该算法已成功应用于一光栅投影三维形貌快速测量系统,对相位干涉图中密集残留点所形成的最小凸包进行提取.系统将提取的凸包区域进行掩码标记,从而避免密集残留点造成相位展开错误,保证了三维形貌重构的准确性.实验结果表明,该算法准确可靠,并且运行效率较高.

关键词：凸包平面点集主成分分析光栅投影

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新改进型三步非等步相位测量轮廓术算法

光电子．激光 2010年第1期21卷 83-86页

作者：刘玉凤曹益平何宇航四川大学光电科学技术系四川成都610064

三步非等步相位测量轮廓术(PMP)算法在对采集的变形条纹图像光强的除法运算中忽视了分母为零的情况,导致在一部分区域出现截断相位与相位展开出错,致使重构三维面形的畸变与失真。为此,提出了一种改进的三步非等步PMP算法,修正了在除法... 详细信息

三步非等步相位测量轮廓术(PMP)算法在对采集的变形条纹图像光强的除法运算中忽视了分母为零的情况,导致在一部分区域出现截断相位与相位展开出错,致使重构三维面形的畸变与失真。为此,提出了一种改进的三步非等步PMP算法,修正了在除法运算中分母为零时的相位分布情况,避免了光强相除时导致的一部分盲点。通过计算机模拟与实验表明,新改进的算法有效地提高了测量精度,拓展了适用范围。

关键词：信息光学三维重构三步非定步长光栅投影三维测量相位展开

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非线性小数重合法及其在轮廓测量中的应用

光学学报 1999年第11期19卷 1518-1522页

作者：郝煜栋赵洋李达成清华大学精密仪器系

叠相还原的困难是光栅投影式轮廓测量技术中影响可靠性和阻碍自动化测量的最大问题。本文提出了一种新型的时域叠相还原算法非线性小数重合法，这种新方法可以将可靠测量范围扩大数十倍，而不失测量精度。文中详细论述了非线性小数... 详细信息

叠相还原的困难是光栅投影式轮廓测量技术中影响可靠性和阻碍自动化测量的最大问题。本文提出了一种新型的时域叠相还原算法非线性小数重合法，这种新方法可以将可靠测量范围扩大数十倍，而不失测量精度。文中详细论述了非线性小数重合法的原理，并给出了复杂轮廓的可靠测量的实验结果。

关键词：小数重合法轮廓测量叠相还原光栅投影

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基于规则化条形图的相位展开方法

光电子．激光 2020年第4期31卷 434-440页

作者：雷经发陈志强张淼孙虹李永玲安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601 工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室合肥230601 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室自贡643000

为了便捷和可靠的展开光栅投影相位轮廓术中的相位主值,提出一种基于规则化条形图的相位展开方法。该方法将周期次数信息赋予规则化的辅助图像中,并投影到物体表面由数字相机同步采集,再经过分析处理即可辅助相位主值展开。通过分析相... 详细信息

为了便捷和可靠的展开光栅投影相位轮廓术中的相位主值,提出一种基于规则化条形图的相位展开方法。该方法将周期次数信息赋予规则化的辅助图像中,并投影到物体表面由数字相机同步采集,再经过分析处理即可辅助相位主值展开。通过分析相位主值的跳变规则来确定辅助图像的灰度分布,形成规则的条形辅助图,将其投影到物体表面,受到与相位场相同的调制作用,再根据其灰度分布即可解出周期次数信息来引导相位主值展开,同时给出了相位主值跳变位置附近周期次数的调整方法,整个测量过程仅需额外投影一幅预先编制的条形辅助图像即可。仿真和真实实验证明了本方法的可行性和可靠性。与传统方法相比,本文方法兼顾了相位展开的速度和可靠性。

关键词：相位展开光栅投影条形图光学测量

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钢板外观质量检测系统设计

光电工程 2018年第7期45卷 47-53页

作者：刘桢杞金永中北大学信息与通信工程学院山西太原030051

针对钢板厚度及其表面缺陷的在线检测问题,设计了钢板外观质量检测系统。通过线阵CCD相机采集钢板表面的云纹图像,并对云纹图像进行小波变换,提取小波脊处对应的小波变换系数的相位信息,从而实现对钢板的三维重构。实验结果证明:钢板的... 详细信息

针对钢板厚度及其表面缺陷的在线检测问题,设计了钢板外观质量检测系统。通过线阵CCD相机采集钢板表面的云纹图像,并对云纹图像进行小波变换,提取小波脊处对应的小波变换系数的相位信息,从而实现对钢板的三维重构。实验结果证明:钢板的厚度测量精度为0.08 mm;表面缺陷的测量精度为0.2 mm;在线检测速度为6 m/s。能够同时实现钢板的厚度与表面缺陷的在线检测。

关键词：光栅投影小波变换在线检测钢板质量检测

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一种改进的菱形相位展开算法

光电子．激光 2019年第6期30卷 665-672页

作者：李琴曹益平四川大学电子信息学院

菱形相位展开算法以菱形为路径进行相位展开,具有展开速度快、易理解等特点而倍受亲睐,但是当展开路径上遇到不可靠点时相位展开容易出错,并向后累计,形成拉线或孤岛现象。因此,本文提出一种改进的菱形相位展开算法,先用大津法对调制度... 详细信息

菱形相位展开算法以菱形为路径进行相位展开,具有展开速度快、易理解等特点而倍受亲睐,但是当展开路径上遇到不可靠点时相位展开容易出错,并向后累计,形成拉线或孤岛现象。因此,本文提出一种改进的菱形相位展开算法,先用大津法对调制度进行二值化形成基本模版,并以该模版非零区域为导航找出截断相位分布中的极点,通过对极点的所在位置进行标记进而生成极点模板;再根据基本模版与极点模板将极点与不可靠点进行隔离,从而对可靠点进行相位展开;最后根据相位的连续性原则,利用相位逼近和插值拟合方法校正不可靠点处的相位,从而得到完整并且逼真的相位展开结果。实验结果验证所提算法的可行性和有效性,表明改进菱形相位展开算法可以有效地避免相位展开中的拉线和孤岛现象。

关键词：相位测量轮廓术相位展开光栅投影极点相位逼近插值拟合

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牙冠表面三维光学测量和重建方法

光子学报 2000年第6期29卷 554-558页

作者：高勃王建王忠义殷功杰袁艳刘波胡敏第四军医大学口腔医学院西安710032 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710068

选取光栅变形条纹直接分析方法，采用自制的牙冠表面形状三维测量仪和精密可调转台获得了上颌中切牙和下颌磨牙牙冠各个面的三维测量数据，将各面数据在ＵｎｉＧｒａｐｈｉｃ软件平台上通过旋转坐标拍的方法实现数据拼合，重建了牙冠表... 详细信息

选取光栅变形条纹直接分析方法，采用自制的牙冠表面形状三维测量仪和精密可调转台获得了上颌中切牙和下颌磨牙牙冠各个面的三维测量数据，将各面数据在ＵｎｉＧｒａｐｈｉｃ软件平台上通过旋转坐标拍的方法实现数据拼合，重建了牙冠表面的三维形态，生成了牙冠实体模型．

关键词：光栅投影三维测量牙冠曲面重建