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调制度测量轮廓术高度信息获取新算法

光电工程 2005年第9期32卷 43-46,54页

作者：邵双运苏显渝四川大学电子信息学院光电系

理论分析表明,在正弦光栅成像面前后调制度分布是一种高斯分布,据此提出一种基于高斯曲线拟合的调制度测量轮廓术高度信息获取新算法:高斯曲线拟合法。该算法对调制度分布序列中极值位置附近的部分数据点利用高斯函数进行拟合,从获得的... 详细信息

理论分析表明,在正弦光栅成像面前后调制度分布是一种高斯分布,据此提出一种基于高斯曲线拟合的调制度测量轮廓术高度信息获取新算法:高斯曲线拟合法。该算法对调制度分布序列中极值位置附近的部分数据点利用高斯函数进行拟合,从获得的拟合曲线求出调制度极大值的真实位置,该位置对应的扫描距离即为对应点的高度信息。对同一测量数据利用三种高度算法分别计算高度,测量精度为:极值算法0.78mm、重心算法0.37mm和高斯曲线拟合算法0.22mm,表明高斯曲线拟合法可以获得更高的测量精度。

关键词：三维传感调制度测量轮廓术高斯函数信息获取算法

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调制度测量轮廓术的系统标定

光学学报 2005年第2期25卷 203-206页

作者：邵双运苏显渝王华李泽仁四川大学电子信息学院光电系成都610064 北京交通大学理学院北京100044 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

　调制度测量轮廓术是一种采用垂直测量方式的三维面形测量方法,可以测量表面有剧烈变化区域的复杂物体。提出了一种基于调制度测量轮廓术测量系统的标定方法,其纵向标定是利用几个相互平行的标定平面建立与CCD像面各像素点对应的测量... 详细信息

　调制度测量轮廓术是一种采用垂直测量方式的三维面形测量方法,可以测量表面有剧烈变化区域的复杂物体。提出了一种基于调制度测量轮廓术测量系统的标定方法,其纵向标定是利用几个相互平行的标定平面建立与CCD像面各像素点对应的测量高度与实际高度之间的映射关系,并利用映射关系确定每一像素点对应的映射关系系数,然后建立映射关系系数查找表,存入测量系统中,完成纵向标定。首先分析了测量系统的误差来源,然后给出了标定方法和标定过程,最后给出了实测结果。结果表明,利用提出的系统标定方法可以有效消除调制度测量轮廓术测量系统误差,显著地提高了系统测量精度。

关键词：光学测量光学三维传感调制度测量轮廓术标定高度映射

基于调制度测量轮廓术的三维数字图像相关方法研究

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基于调制度测量轮廓术的三维数字图像相关方法研究

作者：宋俊尧国防科技大学

学位级别：硕士

数字图像相关方法是一种全场、无损、非接触式的现代光测力学方法,其测量设备简单、实施便捷、环境适应能力强,已经成为图像测量领域的一个重要方向,在医学、材料和力学等方面都发挥了巨大的作用。传统的三维数字图像相关方法基于双目... 详细信息

数字图像相关方法是一种全场、无损、非接触式的现代光测力学方法,其测量设备简单、实施便捷、环境适应能力强,已经成为图像测量领域的一个重要方向,在医学、材料和力学等方面都发挥了巨大的作用。传统的三维数字图像相关方法基于双目立体视觉原理,在测量陡变物体等复杂形貌的被测物体时会受到遮挡等问题的制约。研究克服这一问题的方法,对于进一步发展数字图像相关方法,拓宽其应用有重要的理论和实践意义。基于同轴测量原理的调制度测量轮廓术可以不受遮挡等问题的影响。根据数字图像相关方法和调制度测量轮廓术的原理,分析了利用调制度测量轮廓术解决三维数字图像相关方法存在的遮挡等问题的优势。本文对将调制度测量轮廓术与数字图像相关方法相结合的三维形貌和位移测量技术方法进行了研究,主要研究内容如下。(1)针对基于调制度比的调制度测量轮廓术在标定过程中光轴与标定平面不垂直会产生较大误差的问题,提出了基于位姿估计的调制度测量轮廓术标定方法。标定过程通过单目位姿估计算法来计算标定平面与相机的相对位姿,建立调制度比和相机坐标系下深度的映射关系。改进后的标定方法可以克服标定过程中标光轴与标定平面不垂直产生的影响,同时本方法标定结果可以直接通过调制度比获得相机坐标系下的坐标,方便后续的三维数字图像相关位移测量。通过实验验证本方法相对传统方法在测量光轴和标定平面不垂直情况下测量精度有明显提升。(2)针对双目测量存在的遮挡等问题,提出了一种基于调制度测量轮廓术的三维数字图像相关方法。将同轴测量原理的调制度测量轮廓术与数字图像相关方法结合,依靠调制度比来测量被测物体表面待测点的三维形貌,并通过二维数字图像相关方法实现变形前后图像的同名点匹配来获取二维位移,结合三维形貌和数字图像相关匹配结果获取物体表面待测点变形前后的位移。该方法基于同轴测量原理,可以有效克服传统双目立体视觉原理存在遮挡这一问题,胜任部分传统方法难以测量的复杂形貌物体变形测量工作。实验结果表明本方法对陡变物体测量有着比较不错的测量效果。

关键词：数字图像相关方法调制度测量轮廓术位姿估计三维形貌测量相移法

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基于正交光栅投影的快速调制度测量轮廓术

光子学报 2018年第12期47卷 100-108页

作者：李绪琴苏显渝陈文静四川大学电子信息学院光电系成都610064

在共轴光学测量系统中,将水平光栅与竖直光栅沿着光轴方向相距一定距离垂直放置,被测物体放置在两个光栅成像面之间.利用同光轴方向放置的CCD采集一帧正交光栅像,进行傅里叶变换、滤波和逆傅里叶变换操作,分别得到对应水平条纹分量和竖... 详细信息

在共轴光学测量系统中,将水平光栅与竖直光栅沿着光轴方向相距一定距离垂直放置,被测物体放置在两个光栅成像面之间.利用同光轴方向放置的CCD采集一帧正交光栅像,进行傅里叶变换、滤波和逆傅里叶变换操作,分别得到对应水平条纹分量和竖直条纹分量的调制度图,通过计算其调制度比,实现对复杂物体的快速三维面形测量.在几何光学近似条件下,给出两个光栅投影像的光强表达式,讨论了水平光栅与竖直光栅间距和投影镜头光圈大小对测量结果的影响.对标准平面和复杂物体三维面形的快速测量结果表明,该方法能快速有效地测量恢复物体的三维信息.

关键词：调制度测量轮廓术正交光栅快速测量景深傅里叶变换

同步扫描的调制度测量轮廓术三维面形重建算法

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中国激光 2016年第3期43卷 200-210页

作者：卢明腾苏显渝曹益平游志胜钟敏四川大学电子信息学院四川成都610065 四川大学计算机学院四川成都610065

基于三角法的结构光三维测量技术具有较高的精度,但投影光轴和观察光轴之间的夹角在测量过程中可能产生遮挡和阴影,需要通过两次或多次不同方向的测量和拼接解决。与三角测量不同,基于调制度测量的三维面形测量方法采用了垂直测量原理,... 详细信息

基于三角法的结构光三维测量技术具有较高的精度,但投影光轴和观察光轴之间的夹角在测量过程中可能产生遮挡和阴影,需要通过两次或多次不同方向的测量和拼接解决。与三角测量不同,基于调制度测量的三维面形测量方法采用了垂直测量原理,将投影光轴和观察光轴重合,从而摆脱了基于三角测量原理的光学三维传感方法中阴影、遮挡等限制。对一种连续相移和垂直扫描的调制度测量轮廓术三维面形重建算法进行了研究,分析了这种类型的结构光扫描条纹的特点,基于这种特点介绍了几种同步扫描的调制度测量轮廓术提取调制度及三维重建算法,比较了几种算法的特点,实验表明采用适当的三维面形重建算法,可以在垂直测量的模式下实现115 mm深度测量范围,对被测面积为120 mm×120 mm检验平面测量,标准差可达0.19 mm。

关键词：测量调制度测量轮廓术三维面形测量垂直测量傅里叶变换相移算法

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一种快速的调制度测量轮廓术

光学学报 2009年第7期29卷 1858-1862页

作者：窦蕴甫苏显渝陈延非四川大学光电科学技术系四川成都610064

调制度测量轮廓术是一种垂直测量的三维面形测量方法,可以测量表面有剧烈变化的复杂物体。提出了一种基于正交方向空间载频的快速调制度测量轮廓术。该方法将两个具有一定间距且正交的正弦光栅同时成像在被测物体上,并使被测物体位于两... 详细信息

调制度测量轮廓术是一种垂直测量的三维面形测量方法,可以测量表面有剧烈变化的复杂物体。提出了一种基于正交方向空间载频的快速调制度测量轮廓术。该方法将两个具有一定间距且正交的正弦光栅同时成像在被测物体上,并使被测物体位于两个光栅成像面之间。采用空间频域滤波将正交光栅图像分离,得到被测物体经正交光栅调制的两个调制度图像,利用其比值和高度的对应关系恢复出物体高度。该方法只需采集一幅图像,即可恢复出物体高度,具有三维信息实时采集的特点。实验结果表明,利用该方法可以快速且较为准确地恢复出物体的高度信息。

关键词：光学测量动态测量调制度测量轮廓术傅里叶变换正交光栅

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基于彩色双通道投影的快速调制度测量轮廓术

光电工程 2009年第4期36卷 17-21页

作者：陈延非苏显渝窦蕴甫四川大学光电系成都610064

针对传统调制度轮廓术测量速度较慢的问题,本文提出了彩色双通道投影的调制度轮廓术。该方法将两个正弦光栅通过不同的通道同时成像在被测物体上,两光栅像面不重合(相互离焦),采用彩色CCD采集条纹图,利用彩色CCD的色通道性质,分离出两... 详细信息

针对传统调制度轮廓术测量速度较慢的问题,本文提出了彩色双通道投影的调制度轮廓术。该方法将两个正弦光栅通过不同的通道同时成像在被测物体上,两光栅像面不重合(相互离焦),采用彩色CCD采集条纹图,利用彩色CCD的色通道性质,分离出两个单一通道的条纹图,得到其调制度分布。由于调制度比值和物体高度存在一一对应关系,由此可重建物体三维面形。文中给出了实验的设计方案、信息获取的方法、实验结果及误差分析,讨论了影响测量精度的几种原因。实验结果表明,该方法测量深孔等面形复杂物体,测量速度快,算法简单,且可以达到较高测量精度。

关键词：调制度测量轮廓术彩色双通道三维重建傅里叶变换

结构光场的非正弦性对调制度测量轮廓术精度的影响

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激光杂志 2004年第1期25卷 26-28页

作者：邵双运苏显渝张启灿王华四川大学光电科学技术系成都610064

在采用结构照明的调制度测量轮廓术中 ,条纹的调制度对测量精度具有重要影响。本文讨论了结构光场的非正弦性对条纹调制度测量的影响并给出了影响规律 ,即相移次数为L时 ,只有n =mL± 1次谐波会对调制度产生影响 ,调制度误差频率为L倍... 详细信息

在采用结构照明的调制度测量轮廓术中 ,条纹的调制度对测量精度具有重要影响。本文讨论了结构光场的非正弦性对条纹调制度测量的影响并给出了影响规律 ,即相移次数为L时 ,只有n =mL± 1次谐波会对调制度产生影响 ,调制度误差频率为L倍基频频率 ,实验验证了这一规律的正确性。本文的工作对调制度测量轮廓术具有重要意义。

关键词：光学三维轮廓术调制度测量轮廓术结构光场非正弦性

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基于调制度测量轮廓术的测量系统研究

激光杂志 2004年第4期25卷 34-36页

作者：邵双运苏显渝苏礼坤四川大学光电科学技术系成都610064

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... 详细信息

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。

关键词：调制度焦深调制度测量轮廓术