三维激光扫描仪在曲面逆向工程中的应用研究

通过阐述反求工程技术,利用三维激光扫描仪快速测得实物模型的几何数据,基于光切法曲面拟合技术,生成以一定数据格式存放的密集的数据云,并对此数据云进行三维实体图形重构。给出应用实例并展示其效果。

两种非理想条件下LRCS测量结果的校正方法

分析了入射激光束光强分布不均匀以及目标对入射激光有脉冲展宽时对目标激光雷达散射截面测量的影响,推导出新的测量方程及激光雷达散射截面测量计算方法并应用于目标实测。结果表明:应用此方法避免了光束不均匀和脉冲展宽等因素对测量结果的影响,提高了激光雷达散射截面的测量精度。

粗糙金属表面光条中心提取方法

为了精确提取粗糙金属表面的光条中心,提出了一种基于光切法的光刀条纹中心提取方法。从图像形态学角度出发,分析了图像的噪声来源,利用图像增强处理将噪声转化成颗粒状形态,并保持有效光条的连续条纹状特征。然后,通过对图像连通区域面积计数,分割噪声和有效光条信息,将得到的二值化光条图像作为掩模板,与原图像相乘来复原光条图像的灰度信息。最后,应用灰度重心法对已去噪的光条灰度图像进行中心提取。实验结果表明,提出的方法可使提取的光条中心全部落在光条位置区域。对噪声较多的直线条纹区域进行的中心提取显示,此方法的平均误差为0.337 5个像素。

基于激光扫描仪的曲面反求工程研究

通过对反求工程技术的阐述,介绍了用某激光扫描仪进行曲面反求的数据采集方法及光切法曲面拟合技术,给出利用逆向工程软件进行建模的实例并展示其应用效果。

激光共聚焦显微镜与光学显微镜之比较

激光扫描共聚焦显微镜在活细胞的动态检测、光学切片和三维结构重建等方面较光学显微镜有质的飞跃。本文对激光扫描共聚焦显微镜和光学显微镜进行了比较和讨论 ,并简单介绍多光子激光扫描显微镜。

目标激光散射特性测量及分析

靶标或靶板激光散射特性的测量与标定,对于目标激光散射特性和探测系统的评估分析是至关重要的。介绍了测量目标靶板激光散射特性的方法。根据测量激光双站散射强度角分布数据计算了标准板(聚四氟乙烯)的反射率和激光雷达散射截面,以及通过相对测量比对,获得了目标靶板的激光雷达散射截面。进一步通过遗传模拟退火算法给出了目标靶板激光的散射角分布统计模型。

一种新的三维轮廓测量方法

提出了一种实用,高效的光电式三维轮廓测量方法.该方法基于激光三角法的基本原理,采用低通滤波与变阈值重心法相结合来提取光刀中心,不但速度快,而且有效地消除了噪音的影响,实现了光刀中心的精确定位.最后又推导出物像之间的线性关系,解决了系统定标问题,实现了物体轮廓的高效、低成本测量.

镜面反射目标激光雷达截面的估算方法

为了解决镜面反射目标激光雷达截面的工程计算问题 ,本文从激光雷达截面的定义出发 ,在具体分析镜面反射目标激光散射特性的基础上 ,提出了一种简便的适用于镜面反射目标的激光雷达截面的工程估算方法 ,该方法仅利用目标有效照射面积、散射光束发散角和目标后向反射比就可以估算得到镜面反射目标的激光雷达截面。本文还将该方法应用于两类典型的镜面反射目标 ,即激光角反射器目标和“猫眼”目标 ,得到了相应的激光雷达截面估算公式。该法计算结果与实测一致 。

激光雷达截面在系统设计评价中的应用分析

讨论分析了激光雷达截面在激光测量系统设计评价中的应用。分析了激光雷达截面的物理意义 ,给出了目标激光雷达截面的计算、测量原理与方法 ,从激光雷达截面的理论定义出发 ,推导出普遍适用于各类激光测量系统和各种散射特性目标的基本测量方程 ,该方程利用激光雷达截面表征目标的激光散射特性。通过典型实例说明了该方程在激光测量系统设计评价中的应用。与其他用于表征目标激光散射特性的指标相比 ,激光雷达截面更容易通过计算或测量得到 ,且更适用于复杂散射特性目标 ,因此 ,在激光测量系统的设计评价中应采用由目标激光雷达截面表述的激光测量方程。

激光雷达散射截面的比对测量法及其精度检测

野外目标激光雷达散射截面(LRCS)的测量通常使用比对测量方法。该方法受到测量系统激光光束模式,激光功率稳定性,大气吸收、散射和湍流,背景的激光漫反射回波,系统探测电路噪声等因素的影响。其中,测量系统激光光束模式是最重要的影响因素,造成了比对测量方法中LRCS测量精度难以客观、全面检测的问题。因此,在介绍LRCS的比对测量法及测试系统的基础上,分析了光束模式对系统LRCS测量精度的影响,提出了消光布遮蔽法和光斑分析法相结合的系统LRCS测量精度检测方法。最后,对实际应用中如何减小光斑模式的影响以提高系统LRCS测量精度进行了分析。

利用BRDF实验测量获取目标表面单位面积激光雷达截面

介绍了一种利用双向反射分布函数实验测量获取目标表面单位面积激光雷达截面的方法,运用双向反射分布函数测量系统在特定激光波长下(1.06μm)对导弹蒙皮和坦克前甲板样片进行实验测量,根据样片的BRDF实验数据,将遗传模拟退火算法应用于目标表面BRDF统计模型的参数反演中,获取样片的BRDF模型参数,然后根据目标表面的双向反射分布函数与单位面积激光雷达截面之间的函数关系,进而可以求出样片的单位面积激光雷达截面的函数表达式。实验数据曲线表明,拟合后的实验数据与参与优化的实验数据吻合得比较好,结果说明用这种方法获取目标表面单位面积激光雷达截面是可行的和有效的。

大粗糙度表面激光散射特性实验研究

本文利用激光散射自动测量系统，对经喷丸处理后的钢基粗糙表面及其喷漆表面的后向激光雷达散射截面（ＬＲＣＳ）进行了测量。测量波长分别为λ＝６３３ｎｍ和λ＝９０４ｎｍ。在λ＝９０４ｎｍ，利用粗糙面电磁散射理论的基尔霍夫方法对上述样片进行了理论计算，其中将粗糙表面视为双尺度模型，根据驻留相位法和标量近似法理论计算双尺度模型随机粗糙表面的散射强度角分布。

基于激光光切法的MEMS器件高度在线检测方法(英文)

为了解决MEMS器件在加工过程中在线高度检测的困难,提出了一种基于激光光切法的MEMS器件高度在线检测方法.首先建立了用以验证激光光切法有效性的高度在线检测系统;然后提出了一种基于阈值分割、数学形态学、逐行扫描法和加权最小二乘法的快速激光中心线提取算法.实验表明,建立的高度在线检测系统的最大平均误差及误差的均方差分别为-6.38μm和1.87μm,且检测一次高度的时间为1.03 s.因此,激光光切法可以用于MEMS器件高度的在线检测.

基于精密运动的激光平面标定方法

在基于手持光刀法的三维测量中,激光平面标定缺少空间参照。针对该问题,提出基于精密运动的激光平面标定方法引入棋盘格标定靶作为激光平面的空间参照,将激光投射于棋盘格标定靶,通过铣床带动棋盘格标定靶精密运动,解算激光平面上两直线在摄像机坐标系下的位置,利用异面直线修正法确定激光平面的位置。实验结果表明,该方法具有精度高、鲁棒性好的特点。

基于面元模型的目标光散射计算

利用3DMAX对目标进行几何建模,输出3ds格式的数据文件,物体表面用三角面元模型描述并网格划分,构建风云卫星模型.结合基尔霍夫近似理论对常见典型物体及风云卫星模型的光散射角分布进行了计算,得出了不同形状的特征信息,并得出风云卫星不同部位的光散射特性与材料参数的关系.

粗糙金属球体的激光散射截面的理论计算

本文提出了一种计算激光散射截面(LRCS)的方法,并用此方法计算了铝球五种表面精度的LRCS。结果表明,用这种方法近似计算LRCS是可行的。

光成截面摄影测量及其试验与应用

本文叙述光成截面摄影测量理论和实践。光成截面摄影测量是利用量测摄影机拍摄激光靶点在水坝排沙洞体内形成的剖面边缘点,而在继后的摄影测量处理中获得包括竣工剖面图在内的多种测量成果。文中阐述了此量测手段各个环节中的作业方法、限差和精度,并提出了一种改造经纬仪为激光截面测量仪的方案。试验证明,光成截面摄影测量。较常规的剖面近景摄影测量有处理简单、产品直观逼真、可靠性高等优点;相对常规工程测量,不仅产品多样、精度高,而且效率可成倍增长。

基于光切法测量的曲面重构技术

从实际应用出发,论述了光切法应用于曲面数据采样的原理及方法;对采样数据的预处理技术进行了简要总结,详细讨论了点云数据的精简,提出采用简化多边形来精简点云数据的方法;并说明在Geomagic环境下进行数据精简以及曲面重构技术的应用,证明了该方法的有效性。