基于无透镜傅里叶变换数字全息的结构形貌测量

为了精确测量物体的形貌信息,提出了一种基于无透镜傅里叶变换数字全息的成像系统。首先,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的成像原理,引入了倾斜平面校正方法;然后,搭建了成像系统平台,通过实验验证系统的成像性能。实验结果表明:系统的实际分辨率为57.02 lp/mm。测量结果的相对误差仅为3.95%,充分验证了该系统卓越的成像性能。

加窗傅里叶变换在三维形貌测量中的应用

采用加窗傅里叶变换技术 (GTGM)对变形光栅图像进行分析 在窗口区域内提取基频 ,并随着窗口的移动进行叠加 ,有效地重构出全部的基频信息 ,改善了不同频谱的叠加现象 ,提高测量的精度 .

基于傅里叶变换轮廓术的磨痕形貌测量

往复冲击条件下,由磨损引起的接触表面磨痕的三维形貌的改变对接触润滑效应的研究具有非常重要的影响。在传统傅里叶变换轮廓术(Fourier transform profilometry,FTP)测量系统中引入正弦光强产生装置以及图像实时采集处理系统,利用单幅条纹图像,快速、准确地重构出磨痕表面三维形貌。利用该测量系统对施加PB2400型润滑油方式下快速冲击一万次后的磨痕形貌进行了测量,利用FTP对采集的条纹图进行处理,获得该磨痕的三维形貌。将测量结果与粗糙度轮廓测量仪所得结果进行对比分析,验证该方法的可行性和有效性。将该测量方法与高速摄像机相结合,可以实现连续冲击过程中磨痕的瞬时三维形貌测量,为进一步研究接触润滑效应提出一种新的试验依据和方法。

基于迈克尔逊干涉的傅里叶变换散斑形貌测量技术

提出了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的方法。采用典型的迈克尔逊干涉光路,将物体偏转一微小角度(等效为物面与参考面间形成空气楔)产生等厚干涉,可在物体的表面引入包含物体高度信息的载波干涉条纹。用CCD采集该载波条纹图,利用傅里叶变换法可解调出物体高度的位相信息,从而实现物体的形貌测量。介绍了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的原理,并进行了实物测量,给出了实验结果。由于该方法采用散斑干涉方法测量物体形貌,所以具有灵敏度高的优点。

傅里叶变换投影光栅法测量物体的三维形貌

文章将投影光栅法和傅立叶变换方法相结合,通过自编程序在计算机上生成正弦条纹,这些正弦条纹周期、像素可调,借助LCD投影仪将正弦条纹投射到待测物体表面,将待测物体放置前后的栅线条纹用CCD摄像机进行采集,系统参数不变,根据傅里叶变换方法进行滤波,使包含物体高度信息的相位差的图形,经过相位解包裹处理,得到被测物体的三维形貌。

高精度的数字光投影傅里叶变换轮廓术

傅里叶变换轮廓术(FTP)采用数字光投影仪(DLP),可以得到各种结构光场,提高了测量的灵活性。由于DLP伽马非线性的存在,变形条纹中会出现高次谐波,可能导致频谱混叠,带来测量误差。因此利用一种基于条纹图强度统计分析的方法,求出DLP的伽马值并反馈给DLP,使其投影出有良好正弦性的结构条纹,能抑制变形条纹中高次谐波的出现,保证FTP的测量精度。将采用和不采用伽马校正的两种情况作对比实验,证明前者测量结果优于后者。

基于离散傅立叶变换的岩石节理形貌分析与随机重构

为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度分析法与傅里叶分析法对50 224个实测的节理样本进行形貌分析,得到傅里叶参数计算的经验公式;确定采用离散傅立叶变换法进行不同粗糙度节理试样逆向重构时的傅里叶参数取值范围;研究成果能为快速随机重构符合一定粗糙度特性的节理轮廓,建立一个完全数字化的虚拟试验系统提供重要基础。

非轴对称型滤波器在傅里叶变换轮廓术中的应用

本文提出在傅里叶变换轮廓术中的一种新型滤波器 -非轴对称型滤波器 ,其适用于物体表面形貌在频域的分布具有非轴对称性的情形 .

CCD抽样对傅里叶变换轮廓术的影响

从傅里叶变换轮廓术(FTP)原理入手,分析了傅里叶变换过程中频谱的产生,给出了CCD像元信号强度及其经抽样后的变形条纹的表达式,得出了变形条纹的傅里叶频谱式,其频谱是原连续函数的频谱在频域内的无限重复,即"频谱岛"。频谱中除了基频外,还产生了二级、三级等的高级频谱。给出了抽样条件及满足抽样条件的方法:当抽样频率与光栅基频的比值m>4时可以恢复物体的面形,反之不能;减小抽样间隔可以使m>4。给出了实验结果:当m=2.0883时,物体面形没有恢复;当m=16.6667时,物体面形得到了恢复。实验结果证明了理论分析的正确性。

光学傅里叶变换轮廓术的新型改进方法

针对传统光学傅里叶变换轮廓术(FTP)在测量表面形状复杂、曲率较大的物体时其条纹频谱存在混叠,无法获得被测物体表面准确的轮廓信息这一缺陷,在总结分析了窗口FTP、伸缩窗口FTP的基础上,提出了自适应窗口FTP。并对这3种改进型FTP的测量精度作了对比分析,证明自适应窗口FTP的测量精度最高,比传统FTP提高了近100倍。改进后的FTP可广泛应用于工业、生物医学、航空航天等领域。

窗口傅里叶变换轮廓术中窗口尺度选取的改进

多尺度窗口傅里叶变换法根据条纹信号的瞬时频率梯度来确定信号的局域平稳长度,再由局域平稳长度来控制窗口的尺度,即窗口的尺度和局域平稳长度成正比。使用多尺度窗口傅里叶变换法来使条纹信号的频谱局域化,可以在条纹信号的频率分辨率和空间分辨率之间达到一种较佳的调和。针对多尺度窗口傅里叶变换三维形貌测量技术中局域平稳长度提取算法的不足进行了改进,使窗口尺度的选取更具合理性,对变形光栅基频提取更精确,进一步减小了位相测量的误差。给出了理论分析、计算机模拟以及实验结果。

π相移及频域滤波对傅里叶变换轮廓术精度的影响

在傅里叶变换轮廓术(FTP)测量方法中,测量系统经成像装置获取由物体高度调制后的变形结构光场,并通过傅里叶变换、频域滤波和傅里叶逆变换恢复出物体的高度信息.其中频域滤波是FTP中提高测量精度的重要环节.本文通过计算机模拟及数据对比证实,在傅里叶变换轮廓术的基础上采用π相移技术消除背景分量,利用适当大小的矩形滤波窗口获得高质量基频分量,有利于减小测量误差.

基于傅里叶变换轮廓术的钢轨三维面型复原

随着现代化轨道交通的飞速发展,在线非接触式检测技术已成为钢轨面型检测的趋势。本文基于傅里叶变换轮廓术(F T P)提出实现钢轨的三维面型复原的新方法。通过生成虚拟光栅,再将其投影在被测钢轨上,得到被测钢轨的变形光场图。再由滤波和相位展开等步骤成功恢复出被测钢轨的三维面型,为控制钢轨的外形尺寸,提高外观质量提供了新的方法。

基于快速傅里叶变换的剩余电流真有效值算法研究

为了解决传统的剩余电流保护中有效值测量不准确的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换的剩余电流真有效值算法。从理论上说明了平均值测量法测量的有效值与真有效值的区别,分析了平均值测量方法的缺点,同时对快速傅里叶变换如何计算真有效值进行了理论推导,最后利用Matlab/Simulink对提出的方法进行了仿真。结果表明,算法计算的有效值精度更高,可以避免剩余电流波形畸变的影响。

基于非均匀快速傅里叶变换的抗振动白光干涉测量方法

由于白光干涉测量技术易受环境振动而产生干扰,提出了一种基于非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)的抗振动白光干涉测量方法。该方法将白光干涉测量光路分为两个成像通道,首先通过准单色光干涉图求解移相间隔,通过移相间隔以及NUFFT算法对白光干涉图进行校正,最后利用校正的白光干涉图和七步移相算法复原出待测物体的三维形貌,实验结果表明,所提方法具有良好的抗振动性能。

用于傅里叶变换轮廓术的多频光栅设计方法的研究

针对傅里叶变换轮廓术(Fourier transform profilometry,FTP)的实际应用,在介绍FTP的基本原理基础之上,提出了几种多频光栅的设计和实现方法,通过多频光栅的设计,旨在提高FTP的测量精度和速度。

电子散斑干涉载频调制形貌测量方法的分析

根据电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的基本原理,物体表面的微小偏转可引入包含物体高度信息的载波干涉条纹。将物体的偏转视为变形,对物体变形与载波干涉条纹之间的关系进行了讨论,得出了离面位移引入载波和面内位移引入含有物体高度信息相位的结论。发现利用典型电子散斑干涉系统测量物体形貌效果最好,并通过实验得到了验证。

FTP法测量矩形壳液耦合系统中的重力波

为了测量矩形弹性壳液耦合系统中的重力波的三维外形,实现大变形液体的非接触测量,使用激振器时矩形弹性壳液耦合系统在水平方向进行激振,得到大幅低频重力波．用幻灯机将光栅投影到重力波表面,光栅图像因为重力波的出现会发生变形．采用CCD摄像机和图像采集系统,分别采集到液体表面静止和出现重力波时的光栅图像,经过频域的滤波处理以后,计算得到重力波的三维形貌．结果表明,傅里叶变换莫尔法时实现大变形液体三维形貌的非接触测量非常有效,它提供了一种研究壳液耦合问题的新方法．

液晶数字投影三维形貌测量技术

提出一种新的投影栅三维形貌测量的实现方法.由计算机生成标准正弦分布的栅线条纹,利用数字投影仪投射到参考平面上;由CCD摄像机分别采集放置待测物体前后的两幅栅线图,根据傅里叶变换法解调出物体的三维形貌.实验系统对环境要求低,投影栅线所含的噪声较小,测量精度较高,具有一定的实际应用价值.

光栅投影三维形貌测量方法及发展趋势研究

随着科学技术的高速发展,越来越多的领域提出了对物体三维尺寸进行测量的要求。本文首先系统地阐述了光栅投影三维形貌测量方法的基本原理、主要优缺点及应用范围,随后对其发展方向和研究热点进行了探讨。