国家自然科学基金(61177010)
- 作品数：10 被引量：69H指数：5
- 相关作者：苏显渝陈文静钟敏游志胜卢明腾更多>>
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- 同步扫描的调制度测量轮廓术三维面形重建算法被引量：18
- 2016年
- 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。
- 卢明腾苏显渝曹益平游志胜钟敏
- 关键词：三维面形测量傅里叶变换
- 采用二元编码的正弦光栅提高PMP测量速度和精度的方法被引量：11
- 2014年
- 利用误差扩散方法产生二元编码正弦光栅可以消除数字投影仪的非线性对投影光栅正弦性的影响,且能充分利用基于数字光处理技术(DLP)投影仪中数字微镜的二元高速开关特性,高速投影二元编码正弦光栅。投影仪分辨率不足会导致电子二元编码正弦光栅正弦性下降,从而影响测量精度。先对比了两种典型误差扩散编码算法:Floyd-Steinberg距离加权和Sierra Lite"蛇"形扫描获得的光栅的正弦性。然后针对目前DLP投影仪产生频率较高的二元编码正弦光栅时,二元编码正弦光栅的正弦性较差的问题,提出了两种改善方法:1)利用柱透镜卷积作用,在栅线方向上对二元编码正弦光栅进行平滑;2)组合多帧具有不同微结构的二元编码正弦光栅,来减小二元编码正弦光栅的误差,保证相位测量轮廓术(PMP)方法的测量精度。所提方法充分利用了DLP投影二值图像的高速特性,又明显改善了由于DLP分辨率有限导致的二元编码正弦光栅的正弦性较差的问题,实验验证了这两种方法的有效性。
- 田紫霞陈文静苏显渝
- 关键词：相位测量轮廓术
- 二维窗口傅里叶变换轮廓术和二维S变换轮廓术比较
- 2013年
- 窗口傅里叶变换和S变换都是常用的时频分析技术.窗口傅里叶变换采用大小固定的时频分析窗口对信号在时域和频域进行处理.S变换采用受到信号瞬时频率控制的可变窗口对信号进行分析,它集合了窗口傅里叶变换和小波变换的优点.论文对比分析了基于"脊"处理思想的二维(2-D)窗口傅里叶和2-D S变换在基于结构光投影的光学三维面形测量中的应用.推导了他们用于条纹图相位场计算的表达式,并对比了他们的三维重建效果.模拟和实验都表明:基于"脊"处理的二维S变换方法比二维窗口傅里叶变换方法有更高的相位提取精度,即使分析严重噪声污染的条纹,采用二维S变换也能得到满意的三维重建效果.
- 谌秋菊陈文静钟敏苏显渝
- 提高S变换轮廓术测量精度的方法被引量：3
- 2013年
- S变换结合了短时傅里叶变换和小波变换的优点,是一种无损可逆的非平稳信号时频分析方法,具有线性、多分辨率、逆变换唯一,且与傅里叶变换保持着直接联系等特点。针对基于"脊"分析原理的S变换轮廓术中,相位采用一阶泰勒展开描述时存在的不足,提出了更为精确的二阶泰勒展式的相位描述方法。通过严格的理论分析,得到了更准确的相位场的计算公式,弥补了采用一阶泰勒展式描述相位的不足,大大提高了S变换"脊"方法重建三维面形的精度。完成了相应的计算机模拟和实验验证,并将S变换三维重建效果与以前的基于相位一阶展式的结果进行了对比。
- 谌秋菊陈文静钟敏苏显渝
- 关键词：S变换条纹分析
- 调制度测量轮廓术中高度映射与相机同时标定的方法被引量：3
- 2016年
- 传统的调制度测量轮廓术在进行系统的标定时,需要将标准平面多次精密移动,以建立调制度与实际物理高度的映射关系,同时还要对摄像机进行单独的标定。提出一种新的用于调制度测量轮廓术系统的高度映射与相机同时标定的方法。该方法用一个含有多个台阶的标定模块代替传统的调制度测量轮廓术标定方法中使用的标准平面及复杂的平移定位系统,多个高度相同但空间离散分布的台阶构成多个虚拟校准平面,虚拟平面上的调制度分布是通过一个拟合过程实现的,同时多个台阶的中心点还可以作为立体靶标用于相机标定。这种标定方法的特点是:只需要一次扫描测量过程就可以完成系统的标定,包括建立调制度与高度的映射关系和对相机的标定。阐述了该标定方法的原理,并给出实验结果说明了该标定方法的有效性。
- 卢明腾苏显渝曹益平游志胜荆海龙
- 关键词：三维面形测量相机标定
- 基于双频正交光栅一维相移的相位测量偏折术研究被引量：13
- 2015年
- 提出一种新的相移方法,该方法将原独立的水平和垂直一维正弦光栅集成为单幅正交正弦光栅图,再采用双频光栅相移方法,从而实现仅通过某一特定方向相移即可获取两正交相位分布,并进而计算出待测面的梯度分布并由梯度分布恢复待测表面面形。详细介绍了双频光栅相移方法,推导了相移方向与双频光栅相移的对应关系。在传统方法中,须独立投影或显示水平和垂直一维正弦光栅,且分别进行相移测量,因此共需2×N幅图像(N≥3);而在双频正交光栅相移方法中,最少需要5幅图像。当采用机械相移时,传统方法需要二维相移机构,而该方法仅需一维相移机构,因此该方法具有成本低、测量速度快、结构简单等优点。实测的眼镜片结果,验证了该方法的可行性。
- 刘元坤Evelyn Olesch杨征Gerd Hausler苏显渝
- 关键词：相移结构光照明三维成像
- 基于结构光投影的二维S变换轮廓术被引量：6
- 2012年
- S变换是一种集合了窗口傅里叶变换和小波变换优点的时-频分析技术,目前一维S变换已成功应用于结构光投影的条纹相位解调中。由于二维S变换可以对图像在两个方向上进行时频分析,具有更优于一维S变换的分析和处理能力。为了完善S变换的条纹相位解调理论,将二维S变换方法引入到基于结构光投影的三维光学测量中,研究了二维S变换在条纹相位解调中的原理及应用,给出了详尽的理论分析,并同一维S变换结果进行了比较。模拟和实验都表明,在条纹图解相中,二维S变换比一维S变换提取的相位精度更高,即使在存在较严重噪声污染的情况下也表现出良好的可靠性,体现出二维S变换提取相位的优势。
- 王焘陈文静钟敏苏显渝
- 关键词：时-频分析噪声抑制
- S变换轮廓术测量范围的研究被引量：3
- 2013年
- S变换结合了窗口傅里叶变换和小波变换的优点,适合于解调具有非平稳特性的变形条纹图。实际应用时,S变换处理的对象为离散条纹。计算S变换系数时,利用了信号的傅里叶谱的平移形式,即将相邻频域周期内的频谱信息用于系数计算。当抽样、非线性以及物体高度变化导致频谱出现混叠时,会影响S变换的重建效果。从离散信号频域分析角度,研究了上述原因对S变换的影响;推导了在考虑数字视频投影仪和CCD非线性影响时,离散变形条纹的S变换的频谱表达式以及S变换轮廓术的测量范围。给出了S变换轮廓术的抽样条件及结构条件。计算机模拟和实验验证了该结论。
- 钟敏陈文静苏显渝郑毅
- 关键词：信息光学时频分析
- 基于S变换滤波解相法的条纹解相研究被引量：2
- 2013年
- S变换可以看作是介于小波变换与窗口傅里叶变换之间的变换,具有很强的时频分析能力,它将一维信号变换为时间(空间)和频率的函数,称为瞬时S变换谱,在沿窗口移动方向上,S变换谱的叠加可得到全局信号的傅里叶频谱。在S变换用于条纹解调时,局部基频的正确提取是确保获得全局信号基频分量的关键。为此研究了不同的滤波过程对S变换解调条纹相位的影响,利用不同的滤波器,在对局部S频谱进行加权滤波后,叠加局部基频,得到全局基频分布,然后再利用逆傅里叶变换获得条纹的相位分布,从而重建被测物体的面形。讨论了阈值滤波、平顶高斯和平顶汉宁滤波、"脊"线拟合后的平顶高斯和平顶汉宁滤波在S变换轮廓术中的应用,通过计算机模拟和实验,初步对比了滤波效果。
- 郑毅陈文静蒋模华苏显渝
- 关键词：信息光学S变换滤波器
- 基于相移与调制度比的结构光三维面形垂直测量方法被引量：17
- 2019年
- 为了兼顾调制度测量轮廓术的测量速度与测量精度,提出了一种新的基于相移与调制度比的调制度测量轮廓术方法。使用一个由柱面镜和普通投影镜头组成的特殊投影系统,将竖直与水平两组相移正弦光栅依次投射在测量区域,柱面镜使两种光栅条纹的“像面”分离,两“像面”之间构成测量区域。利用相移算法得到两组正弦条纹在测量区域的调制度分布,并建立两种条纹的调制度比与实际物理位置的映射关系。测量时,将待测物体放置于测量区域,并根据物体表面两种条纹的调制度比与物理位置的映射关系,即可重建物体的三维面形。通过对实物的测量实验验证了所提方法的可行性。
- 卢明腾苏显渝
- 关键词：三维面形测量
