基于连续小波变换的透明物体相位测量偏折条纹解耦方法

在利用相位测量偏折术(PMD)测量透明物体时,物体后表面存在寄生反射,从而产生相位误差。因此提出一种基于连续小波变换的透明物体相位测量偏折条纹解耦方法。首先提出一种基于模极大值与图像分割相结合的方法进行多脊线提取,然后提取脊线位置处的相位值,最后解算梯度数据并利用梯度积分恢复物体三维形貌。实验结果表明,这种方法测量50.800mm直径、曲率半径范围在135.800~515.090mm的不同透镜,曲率半径误差平均为0.038mm,面形误差的均方根平均为1.4μm。所提方法可以分离耦合条纹并有效地重建透明物体两个表面三维形貌,实现高精度测量。

基于外差干涉的涡旋光水下传输相位测量

涡旋光束在湍流介质中传输时,光束相位会受到湍流运动的影响产生畸变。采用了一种基于外差干涉的点像元相位提取方法,通过采集各个点在一个周期内的干涉条纹获得的相对相位,重构出涡旋光束经过水下湍流传输后的相位分布。通过功率谱反演法生成随机相位屏,完成不同湍流强度下涡旋光束的传输仿真,结果表明光束相位畸变随着湍流强度的增大而增加。搭建了实验装置,实现了水下环境的涡旋光传输及相位测量。实验结果表明,当涡旋光在存在湍流的水下传输时,其复振幅分布经历了较为复杂的传输过程,强度分布及相位均存在畸变,所采用的方法能精确测量出涡旋光的复杂相位分布,有效完成涡旋光的拓扑荷数识别。

基于相位测量偏折术的透明物体表面缺陷检测

目前国内对玻璃、透镜等透明物体的质量控制仍使用传统方法,传统的肉眼评估方法效率低下。为实现透明物体表面缺陷的自动化检测,提出一种基于相位测量偏折术(Phase Measuring Deflectometry,PMD)的透射式检测方法。利用结合了新相移图案生成计算式的PMD算法生成结构光条纹图案,使用透射式系统将该条纹图案投射到被测物体表面。相机采集经被测物体折射后的变形条纹图片,生成绝对相位图,通过识别绝对相位图中的局部畸变提取缺陷。通过分析周期错位导致误检的原因,提出一种绝对相位周期错位修正的方法。新相移图案生成计算式能提前修正周期错位现象,二者结合使用能提高相位展开的精度。以焦距为300 mm的凹、凸透镜为例进行实验,结果表明该方法能准确地提取出因表面缺陷导致的绝对相位图中的局部畸变,精度为0.1 mm。

基于多次穿过双通道压缩提高相位测量精度

基于多次穿过的马赫-曾德尔干涉仪,采用双通道压缩和双输出组合测量进行相位测量,对比了单端测量、差分测量和双输出组合测量的特点.结果表明,采用双通道压缩和双输出组合测量,能大幅度提高相位测量精度,可打破标准量子极限.

基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术

移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源 .提出一种对实际步进移相值进行测量 ,消除移相误差对相位测量影响的算法 .该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合 ,利用傅里叶变换相位测量原理测量每次移相的实际相移量 ,然后根据相移实测值计算相位分布 ,进而获得物体表面的三维数据 .该算法能够准确测量每步移相的实际相移量 ,不要求移相的均匀性和重复性 ,只需 3帧图像就可解调出相位分布 ,不受移相误差的影响 .仿真结果证实了该算法的有效性 .实际图像数据处理结果表明 。

利用小波变换抑制数字相位测量中的噪声

本文研究了用小波变换降低噪声对正弦波间小相角差测量的影响。实际的正弦模拟信号经Ａ／Ｄ板采样后，会混入宽频带的随机噪声即所谓采集噪声，同时还会有直流、谐波等噪声信号混入。利用小波变换处理采集到的正弦信号，可以有效地抑制这些噪声。而且选择适当的基小波，正弦信号经小波变换前后的峰值点位置保持不变。因而，通过计算小波处理后两正弦信号相应峰值点间的时间间隔，即可求得它们之间的相位差。仿真计算和实测结果均表明本文提出的方法是有效的。

复合相位测量轮廓术研究

最近提出了一种只投影一幅复合光栅就可测量物体三维面形的复合相位测量轮廓术(CPMP),其中复合光栅是由四个不同频率的载频分别调制与其方向垂直的四帧相移条纹并叠加形成的。本文对CPMP在理论及实验上进行了进一步的研究,并将之与相位测量轮廓术(PMP)进行了比较分析。结果表明对于高度连续变化的物体的动态测量,CPMP具有较大的应用前景。这对于复合相位测量轮廓术的进一步应用具有实际指导意义。

基于虚拟仪器技术和互相关原理的相位测量仪

在比较目前几种常用相位测量方法的基础上,提出了基于互相关原理的相位测量方法。该方法利用待测两路信号的通道中信号与噪声之间、噪声与噪声之间不存在相关性,通过求两通道中信号的互相关函数方法得到相位差的测量结果。并对该方法具有强大抗干扰能力进行了理论分析,全面阐述了基于互相关原理虚拟相位测量仪的实现过程。给出了对应硬件和基于LabView编写的核心软件构成,把该仪器同李萨如图法进行对比验证,通过比较它们的测量结果,说明该方法的测量结果正确可靠,达到预期的设计目的。

Intel 8254在智能相位测量仪中的应用

本文介绍8254可编程计数/定时器的内部结构、基本功能并举例说明8254在一个以单片机为核心的低频数字式相位测量仪中的应用。

GPS载波相位测量中的信号多路径效应影响研究

当利用GPS进行高精度变形监测时,GPS信号的多路径效应成为影响GPS变形监测精度和可靠性的一种不可忽略的误差源。本文针对GPS载波相位测量中的多路径效应影响进行理论和试验分析。论述载波相位测量中GPS多路径信号的特征,分析它对载波相位测量的影响,提出在坐标域用移动平均进行短基线静态GPS测量多路径误差探测的方法。通过实测数据进行分析,取得满意的效果。

磁感应断层成像中的一种高精度同步相位测量方法

磁感应断层成像(magnetic induction tomography,MIT)是一种新兴的非接触医学成像方法,在脑部病变连续动态检测方面具有良好的应用前景。测量过程中的相位漂移是影响MIT系统检测精度的主要因素。为了提高检测精度,实现了一种实用的MIT相位测量方法,可以快速进行相位测量而且可以长时间保持稳定,具有很低的相位漂移水平。该方法实现了激励信号、检测信号、参考信号、本振信号以及采样时钟之间的完全同步,并引入了正交序列解调算法,提高了解调的速度。实验结果表明:单次相位测量时间小于1 ms,1 min内的最大相位漂移小于0.005°,1 h内的最大相位漂移小于0.008°。基于该相位测量方法建立了一个16通道MIT系统,并获得了初步的低电导率(0.84 S/m和1.26 S/m)物理模型成像结果。

全相位FFT相位测量法

为精确测出采样序列各样点的相位值,本文深入研究了全相位FFT(简称apFFT)的相位谱特性,严格证明了apFFT的相位不变性,基于此提出了apFFT相位测量法。此法无需借助任何频谱校正措施即可精确测量出相位值,因而计算量小。仿真实验证明此法在无噪时的精度比第1类相位差法高出5个数量级,在信噪比较大时的均方根误差仅为第1类相位差法的1/4～1/3。

S波段相对论速调管放大器的相位测量

基于高频信号相位测量原理,提出了S波段相对论速调管放大器相位测量的方法。对S波段800 kW速调管放大器进行了验证实验,并测试了S波段相对论速调管放大器的相位。实验结果表明:速调管输入和输出微波相位差随束压升高而减小,随束流升高而增大,微波相位差不随注入微波功率大小和磁场变化而变化。

基于虚拟仪器的相位测量算法研究

将虚拟仪器技术用于信号的相位测量,介绍了两种基于虚拟仪器的相位测量算法:过零法和相关分析法。通过实验数据,分析了两种算法的误差。与传统的硬件电路相位测量方法相比,基于虚拟仪器的相位测量算法具有测量精度高,抗干扰能力强,电路组成简单等优点。

一种基于相位测量的激光测距方法

提出了一种快速、高精度的相位式激光测距方法。采用带有独立电路的内、外光路替代传统机械转换光路的方法,提高了测量速率。采用双发射频率,既扩大了量程,又保证了测量精度要求。使用单片机、复杂可编程逻辑器件CPLD进行数据处理与逻辑控制,简化了电路设计,提高了系统的稳定性。实验测量速率达到5Hz,测距精度3σ小于65.7mm,稳定度3ε小于6.6mm。

全相位FFT相位测量法的抗噪性能

为研究全相位FFT(all-phase FFT,apFFT)测相方法的抗噪性能,本文不仅定性观察了不同信噪比(Signalto noise ratio,SNR)的噪声对apFFT的振幅谱图和相位谱图的影响,还定量分析了高斯噪声和量化噪声对测相性能的影响,并推导出apFFT测相方差的理论公式。仿真实验证明,apFFT测相方差与理论值吻合,远小于传统FFT测相方差,无需任何附加频率估计措施,其相位测量方差即可接近Cramer-Rao下限。

基于全相位谱分析的相位测量原理及其应用

为深入研究全相位FFT(all-phase FFT,apFFT)的相位谱性质以扩大其应用范围,本文从极坐标相位谱图、矢量分析、矩阵分析及其仿真实验等多个角度阐述了apFFT的相位测量机理,较透彻地剖析了apFFT的无需频谱校正的相位测量性质和抑制谱泄漏性能;实验表明,apFFT的测相方差至少比同阶数的FFT测相方差低2/3以上,因而"全相位计"可望在设备故障诊断、电力系统谐波分析、GPS导航定位等领域有着广阔应用。

GPS软件接收机中载波相位测量的实现

GPS接收机载波相位测量的精度优于码相位测量,但却存在整周模糊度。利用码和载波相位测量的组合可以提高伪距的精度,进而改善接收机的定位性能。研究GPS软件接收机中载波相位测量的实现方法。通过处理实际采集的信号,分析码和载波相位测量组合方法的性能。实验结果表明,通过50 s的平滑,伪距误差可以减小到毫米量级。

消除相位测量轮廓术中多路径效应的影响

提出了一种减小多路径效应带来的误差影响的方法,优化了相位测量轮廓术,利用亮度调制的差分图确定了受多路径效应影响大的区域,并根据相邻像素点的相位进行校正。实验表明,该方法有效地减小了相位误差,提高了三维测量的精度,校正后相位误差的均方根值比校正前减小了约57.3%。

相位测量轮廓术中结合几何标定的非线性校正（英文）

提出了一种嵌入到常规几何标定过程中的非线性校正算法。该方法通过相位获取投影图案与拍摄图像对应点之间的亮度关系,进而确定系统的非线性亮度响应。该算法在几何标定进行的同时,无需调整系统设置或投影额外的结构光图案,直接导出用于非线性预补偿的灰度查找表。实验结果表明,校正后的相位误差比校正前减少了约95%。