基于线结构光的零件三维尺寸测量系统

针对原有接触式三维测量技术测量时间长、效率低、对零件有损伤等问题,提出一种基于线结构光的零件三维尺寸测量系统。建立光平面数学模型,采用基于平面靶标的自由移动标定法标定光平面,利用基于Hessian矩阵的Steger方法对线结构光中心提取,通过坐标变换得到零件的三维尺寸。在Visual Studio软件中的Winform窗体应用设计三维测量系统的软件交互界面,搭建实验测量平台进行多个零件的测量实验。实验结果表明,对不同零件三维尺寸测量相误差均小于4%,提出的测量系统及方法具有较高的精度和稳定性,能够满足工程应用。

一种简单高精度的线结构光传感器标定方法

线结构光三维视觉测量是获取物体表面三维数据的主要方法之一,传统的线结构光标定结果完全依赖提取光条纹特征点的数量,实际操作中无法保证提取足够多的特征点来拟合平面。针对这一问题,设计1种新的线结构光标定方法,将相机中心与结构光光条纹中心的任一特征点连成直线,不需求得光条纹中心线所有点的坐标,只需找到光条纹与棋盘格格边的交点;将其作为光条纹的特征点,控制特征点的数量,基于一次拟合特征点在像素坐标系下的直线方程,再联立直线方程与棋盘格平面方程,得到相机坐标系下的特征点坐标,依次求得3条及以上光条纹的中心坐标;利用多条不重合的直线拟合平面,采用二次拟合的方法提高标定精度。通过实验室搭建的线结构光单目相机对本文方法进行标定实验,结果表明:特征点到光平面的平均距离为0.052 mm,该距离在标定误差范围内,本文方法可有效解决因特征点较少而导致标定误差大的问题。

红外焦平面阵列条纹非均匀性校正方法

条纹非均匀性是线扫红外焦平面阵列和非制冷凝视型红外焦平面阵列成像系统中一种特殊的固定图案噪声。提出了一种基于实际场景和非均匀性分离的模型方法,能够在单帧内实现条纹非均匀性的校正。通过局部窗口模版遍历相邻列的误差函数,得到其非均匀性校正参数估计,并依据相邻两帧相关性的继承性,完成条纹非均匀性的校正。通过对模拟条纹非均匀性和实际图像的实验和理论分析,结果表明,文中算法能够显著提高条纹非均匀性校正效果。

平顶线结构光的中心检测算法及光刀平面标定

针对传统线结构光光刀平面标定方法测量精度不高,应用范围小的问题,提出基于平面标靶的线结构光系统光刀平面标定,对无激光的标靶图片进行迭代摄像机标定,有激光的标靶图片进行光刀平面标定.提出光强符合均匀分布的平顶激光检测中心算法,将平顶激光建模为矩形的台阶函数,估计背景亮度和前景亮度,确定亮条纹宽度,再将窗口内的有效像素参与重心计算,得到光条纹中心.用该算法对不同噪声及不同量块的图片进行处理,结果表明,处理后图像的均方根误差分别在0.149pixel和0.176pixel内,表明该算法抗噪声能力强、精度高.用该算法提取光条中心,计算光条在标靶上的位置,根据至少两个姿态下的光条中心三维点,基于最小二乘法拟合光刀平面.通过迭代摄像机标定和光刀平面标定,利用三角测量法,在立体视觉模型下获取物体的三维点云数据.实验测量两个距离为100.5mm的标准球,相机与标准球距离为500mm,比较两球心距离与标准距离,测得平均误差为0.236mm.表明平顶激光检测中心算法切实可行,光刀平面标定方法基本满足要求.

基于配准的红外焦平面阵列条纹非均匀性校正

条纹非均匀性是线扫红外焦平面阵列和非制冷凝视型红外焦平面阵列成像系统中一种特殊的固定图案噪声.分析了其产生的原因,提出了一种基于亮度恒定假设和配准的条纹非均匀性校正算法.根据相邻两帧获得亮度均方误差函数,最后通过最小化全局亮度均方误差函数得到全局最优解作为非均匀性校正的参数.实验结果表明,该算法能够在几帧内达到较好的收敛,且计算简单,有效提高了条纹非均匀性的校正效果.

基于窗平面的近红外激光三光带三维扫描仪优化

为有效提高三光带激光三维人脸扫描仪的性能,提出一种基于辅助窗平面的优化方法。通过在测量区域的前沿安装窗平面,不但可有效定位扫描系统的测量区域,保证获得完整的待测人脸三维点云模型,最主要的是借助窗平面左右竖直边框散射的辅助光带可实现对三条测量光带的快速、可靠分组,有效解决了原扫描系统要求的在首帧图像中必须同时包含三条测量光带的问题。实验结果表明所提方法算法简单、鲁棒性强,使得扫描测量过程更加易于操控。

红外焦平面条带状非均匀性校正硬件实现方法

红外焦平面阵列条带状非均匀性严重影响了其成像质量,大大限制了它的应用。实现了一种基于FPGA的红外焦平面阵列条带状非均匀性实时校正系统,该系统以中值红外均衡算法为核心,针对算法以及FPGA的特性进行了优化,单帧内可进行条带状非均匀性的校正,硬件仿真结果表明:处理效果显著。系统处理速度快、资源占用量小,可以作为一个独立模块嵌入到红外焦平面成像与处理系统中,实现条带状非均匀性的实时校正,有很高的实用性与可扩展性。

一种提高红外焦平面阵列盲元检测精度的方法

针对红外成像系统在条纹噪声和非均匀性噪声干扰下盲元检测精度差的问题,提出了一种将小波滤波和"3σ"原则相结合的盲元检测新方法。首先用小波变换对含有条纹噪声和非均匀性噪声的图像进行预处理,再用"3σ"原则对其进行盲元检测。仿真结果表明该方法消除了噪声对盲元检测的影响,有效地解决了"3σ"原则检测精度低的问题。

无约束结构光三维测量系统方法研究

传统的结构光三维测量系统对摄像机和投影仪的摆放有严格的要求或者标定过程较为复杂。本文根据光平面的概念通过增加光平面的参考点和法向量参数,使摄像机和投影仪之间位置无约束并简化标定过程,对这一方案进行理论分析和研究,提出了这一方法在实现上的基本原理,并进行了实验验证。实验结果验证了理论分析的正确性和应用的可行性。

直流偏场和面内场作用下OHB的条泡转变

实验研究了直流偏场和面内场共同作用下,液相外延石榴石磁泡膜中普通硬磁泡的条泡转变现象.实验表明,在室温下所有硬磁泡经条泡转变后存在2个特征偏场(Hb)I和(Hb)II,当Hb≤(Hb)I时,条泡转变后的泡畴全是软泡,当Hb≥(Hb)II时,条泡转变后的泡畴全是硬磁泡.随着直流偏场的升高,普通硬磁泡的最小条泡转变面内场和最大条泡转变面内场逐渐降低.

基于Matlab的散斑干涉分析及应用

介绍了电子散斑干涉测量离面位移的原理和利用Matlab得到散斑“相关条纹”的方法,并利用电子散斑干涉法测得了玻璃在一定压力下的形变量.实验结果表明,将散斑干涉场中的固定部分作为0级条纹位置,可以有效地对物体的形变进行定量分析.

直流偏场和面内场共同作用下第Ⅰ类哑铃畴的条泡转变

实验研究了直流偏场和面内场共同作用第Ⅰ类哑铃畴(IDs)的条泡转变现象.实验表明:1)存在3个特征直流偏场,即:条泡转变后的磁畴均为软泡的磁场以及条泡转变后的磁畴中依次出现普通硬磁泡和第Ⅰ类哑铃畴的磁场;2)IDs的最小条泡转变面内场和最大条泡转变面内场均随直流偏场的增加而减小.

基于双边滤波器的红外图像条纹噪声消除算法

提出了一种新的消除红外图像中条纹噪声的方法。由于红外焦平面阵列中每列读出电路的偏置电压不同,导致红外图像中有明显的条纹状噪声。分析了读出电路偏置电压不均匀对红外成像的影响,提出了利用双边滤波器估计读出电路偏置电压的方法,并使用估计的偏置电压校正红外图像。基于实际红外图像的实验结果表明,提出的算法能够显著地消除红外图像中的条纹噪声。

基于空时域级联滤波的红外焦平面条状噪声消除算法

针对红外图像中的条状噪声问题,本文提出了一种基于空时级联滤波的条状噪声消除方法。在红外焦平面阵列中,每列设有一个读出电路用于读取该列传感器的响应。读出电路偏置电压的差异是红外图像中条状噪声的主要成因。根据红外辐射的空间相关性假设,本文利用空域非线性滤波从红外图像中提取偏置电压;然后,采用高斯-马尔科夫过程建立偏置电压随时间的变化的数学模型,并采用基于时域卡尔曼滤波的最小均方误差估计(MMSE)方法估计偏置电压;最后,从红外图像中减去偏置电压以消除红外图像中的条状噪声。为了验证所提算法的性能,分别利用仿真数据和实际红外数据进行实验,实验结果表明本文所提算法能够有效消除红外图像中的条纹噪声,并且不会造成图像细节的损失。

轮胎切平面的立体视觉测量方法研究

详细说明了获取车轮胎冠切点的不同方法,提出1种基于立体视觉和激光投影的车轮切平面测量方法,该方法依次向车轮胎冠上不同位置投射径向激光条纹,并通过条纹提取,平面拟合和坐标转换方法获取车轮胎冠切点,进而计算出车轮的切平面方程.实验结果表明该方法稳定可靠,可以高精度地获取车辆切平面的平面方程.

动态应力与地震图像变化的相关性初探

列举11个大地震震例研究了发震断层面剪切运动方向与地震活动特征的相关性,提出由震后地震活动条带判断发震断层面走向的方法,结果表明,动态法判定的发震断层面与其它方法判定的发震断层面非常一致。探讨了动态应力场范围、传播和对基本应力场的加强作用,以及动态应力场展布范围与大面积宏观前兆等问题。

彩色条纹横机织物的创新设计与开发

通过电脑横机编织实践,从彩色平面条纹和彩色立体条纹两方面入手,利用组织结构的变化所形成的肌理效果开发彩色条纹横机织物。从平面横条纹和平面竖条纹开发彩色平面条纹织物,结合正反面组织、凸条组织开发立体横条纹,通过局部编织和泡泡组织开发立体变形横条纹,也可以将多种方式相结合开发彩色条纹织物。详细阐述条纹织物的编织原理、花型制版图、导纱器配置,并以中童毛衫裙为例,介绍彩色条纹横机织物的应用,为丰富条纹元素、提升毛衫设计提供素材。

一种数字剪切散斑检测离面位移的计算方法

本文在阐述数字剪切散斑条纹及条纹骨架线的获得方法的基础上,对条纹骨架线沿剪切方向进行相位拟合,从而获得与离面位移导数成比例的相位变化曲线。通过引入高斯插值函数,即可定量标定出离面位移分布。同时进行了理论模拟和实验研究,结果表明该方法切实可行。为数字剪切散斑定量检测离面位移提供一种有效的计算方法。

基于相位检测的双平面摄像机标定

针对平面目标的单目视觉标定过程复杂、标定精度不高的问题,研究一种双平面摄像机标定方法。结合两标定平面载波条纹的相位分布确定物点与像点间的对应关系,采用均方误差和最小原理对光心的位置坐标进行估计。在双平面摄像机模型的基础上建立虚拟摄像机模型,获取传感器成像面与虚拟成像面间的坐标映射关系,采用灰度级插值算法实现原图像的畸变校正。实验与标定结果表明,该方法的标定精度较高。

改进的基于神经网络的卫星遥感图像去条带方法

由于焦平面阵列的非均匀性影响，线阵列推扫所成的遥感图像表现出规律的条带失真，严重地影响图像质量.本文介绍一种基于神经网络的条带消除方法，以及利用该方法对实际遥感图像校正的结果.