逐像素调制的高反光表面三维测量方法

高反光表面的三维面形测量是光学三维测量领域的难题之一,本文提出一种基于逐像素调制的高反光表面三维测量方法,可解决光学三维测量中因过度曝光而导致的相位信息无法获取的问题。首先,通过投影最大灰度值的灰度图识别饱和像素点的位置;然后,依据投影低灰度下横纵条纹图进行过饱和区域坐标匹配,并结合一种新的相机-投影仪强度映射关系,逐像素求解过饱和像素点的最佳投影灰度值;最后,投影重新生成自适应条纹投影序列,并结合多频外差相移法用于相位恢复和三维重建。实验结果表明:所提方法的间距平均误差和标准偏差均小于文中其他方法所得的测量值,相对于传统方法,该方法的平均误差减少了61.9%,标准偏差减少了67.7%。本文所提方法的调制度高,速度快,能保证很高的测量精度。

高反光表面三维形貌测量技术

陶瓷、古文物以及金属工件等高反光物体表面的三维形貌测量在各个领域有大量的需求和应用。由于表面反射率变化范围较大以及相机灰度范围有限等问题,传统的条纹投影方法不能正确地测量高反光表面的三维形貌。综述了高反光表面三维形貌测量技术的国内外研究现状、应用领域和未来发展方向。首先,根据所采用原理和测量方法的不同,将现有的高动态范围三维形貌测量技术分为下述六类进行详细的介绍:多重曝光法、投影图案强度法、偏振滤光片法、颜色不变量法、光度立体技术以及其他技术。然后,详细的比较了各种技术的优缺点并归纳其适应性分析。最后,总结了高反光表面三维形貌测量技术的应用领域并展望了该技术的未来研究方向。基于文中综述的内容,使用者可根据不同的应用需求和测量条件选择相应的最佳三维测量方法,进而更精确的重建高反光表面的三维形貌。

金属反光表面的发射率的测定实验研究

在加工过程中,金属表面的发射率的准确设定,对于采用红外热像仪精确测量金属加工温度有重要影响。采用不同的切削用量,用铣削方法制备了5个具有不同反光程度的样件,并用白光干涉仪测量了各自的粗糙度。利用恒温加热炉加热样件到设定温度,调节FLIR红外热像仪Tools软件上的发射率,让测量温度等于设定温度,所设定的发射率就是对应的表面的发射率。利用这种方法,分别测量了不同反光表面的发射率。实验结果表明,金属反光件的发射率和表面粗糙度存在一定的对应关系。金属反光件的表面粗糙度越大,表面反光程度越小,金属的发射率就越大。对于金属反光表面的测温有实际应用重要的意义。

核燃料棒反光表面条纹自适应中心提取方法

针对水下检测中激光条纹中心难以准确提取的问题,提出了一种适用于水下核燃料棒反光表面的条纹自适应中心提取方法。根据检测环境中存在水体散射及物体表面高反光的特点,去除水下噪点、反光噪点,实现激光条纹分割提取;充分利用BP神经网络曲线拟合及由光条几何信息生成的自适应卷积模板,实现反光区域的轮廓与灰度分布修正,使光条截面灰度分布符合高斯分布;经灰度重心法在光条截面方向实现激光条纹中心的亚像素精度定位与提取。实验结果表明:该方法有效地解决了被测物体反光表面光条中心线不连续、噪点多的问题,点云三维重建误差在0.2 mm以内,保证了条纹中心提取的精度与稳定性,满足核燃料棒水下检测工程要求。

一种基于结构光的高反光表面三维重建算法

针对高反光表面的三维重建一直是结构光技术中的重点及难点。文章基于多重曝光法及调整投影条纹强度法,提出了一种曝光时间序列以及条纹亮度序列的选择方法,利用被测物体在不同投影条件下的表面临过曝像素点数统计直方图,结合图像中像素点数的不过曝比例,计算所求的曝光时间及条纹亮度序列,完善了针对高反光表面的高动态范围技术。实验结果表明,文章提出方法能够有效地提升高反光表面三维重建的精度,点云中有效像素点数可以达到96%以上。

高反光表面三维检测系统的设计与实现

为满足高反光表面物体检测的需要,设计并研制了一套具有高精度、高效率的三维检测系统。利用图像融合与插值技术生成自适应条纹,用于实现三维重建。实验结果表明:该系统在局部过曝区域的相位信息完整提取,对高反光表面有较好的检测效果。

基于格雷码-相移的高反光表面三维测量研究

高反光物体表面的三维形貌测量在各个领域有大量的需求和应用。由于高反光表面镜面反射和背景光照的干扰,传统条纹投影测量方法难以满足实际测量要求。论文基于条纹反射测量系统,在高反光表面测量方法研究中,采用了格雷码-相移的结构光,针对编、解码过程中存在的周期错位问题,提出了一种循环互补格雷码的校正方法。搭建测量系统对直径500mm的凹面镜进行测量实验,实验结果表明,凹面镜测量高度的误差为0.0067mm,证明了该方法的有效性。

彩色高反光表面自适应编码条纹投影轮廓术

条纹投影轮廓术广泛应用于重建物体表面三维形貌。但当测量彩色高反光表面物体时,受环境光照及投影条纹反射的影响,存在相机所采集图像像素过饱和,进而无法测量高反光区域表面三维数据的难题。为解决此问题,本文利用物体表面对不同颜色光反射特性的差异,提出了一种根据被测彩色物体表面色彩分布的自适应编码高反光表面条纹投影轮廓术。该方法通过向高反光区域投射与表面颜色互为补色的颜色光,利用物体对互补色光的高吸收、低反射现象,抑制表面高光的形成,从而实现高反光彩色物体的三维形貌测量。实验结果表明,与多重曝光方法相比,利用单幅自适应颜色编码能够替代多次曝光时间设置下的条纹投影重建,有效降低了投影图像的数量,提高了测量效率。

基于自适应条纹的高反光表面三维面形测量方法

提出了一种基于图像融合和插值预测的自适应条纹投影方法。该方法首先基于多幅掩模图像融合求取了最佳投影灰度值所需的饱和阈值,并结合插值预测查找算法求得了最佳投影灰度值;然后通过降低整体投影强度,在不饱和情况下进行了坐标匹配,最终生成自适应条纹;最后将生成的自适应条纹投射至被测物体,并利用外差式多频相移法进行了相位解算和三维面形重构。实验结果表明:所提方法实现了局部过曝区域的相位信息的完整提取,绝对方向和正向的平均误差与标准偏差值均小于传统方法,且绝对方向平均误差减少了84.1%,正向标准偏差值减少了69.4%。所提方法有效地解决了高反光物体三维面形测量的难题。

基于HDRI的高反光金属表面缺陷检测方法研究

为解决具有高反光特性的工业零部件的视觉检测难题,提出一种基于高动态范围成像(HDRI)的高反光金属表面缺陷检测方法,并针对传统方法中标定相机响应函数速度低的问题,提出一种改进的相机响应函数快速标定方法。首先搭建试验平台采集高反光金属表面序列图像;其次设计快速标定算法标定相机响应函数,获得图像像素值与曝光量之间映射关系;进而将不同曝光时间下的图像序列合成一幅高动态范围图像;最后运用自适应多阈值分割与Haar-like特征提取算法对合成的高动态范围图像进行表面缺陷检测。实验结果表明,文中方法在保证相机响应函数标定准确度的同时,具有计算量小、标定速度快的优点,而且合成的高动态范围图像细节清晰,满足高反光金属表面缺陷检测要求。

精密制造中复杂反光表面三维测量技术

针对强反光表面、多次反光表面以及半透明材质表面等复杂反光表面的测量问题,本文提出基于区域条纹投射的强反光/多次反射表面测量方法、基于多频条纹投射的半透明材质表面测量方法、以及基于单像素成像的复杂反光表面的测量方法,可以有效地测量这些难测表面,为实现测量反馈到加工质量检测与工艺优化提供了必要的数据源。

服装面料表面反光性能的设计

服装面料表面反射光与面料的光泽及视觉风格有着密切的关系 .从服装面料表面反射光设计的一般原则和主要影响因素两个方面对这一问题进行了分析 ,并以缎纹织物为例对面料表面反射光的设计进行了探讨 .研究可知 ,影响服装面料表面反射光的主要因素包括纤维性状 ,纱线结构和织物结构 .另外 ,面料的后整理方法对面料表面反射光也有较大影响 .在众多影响因素中 ,以纤维的表面、纵向形态及截面性状影响最大 .服装面料表面反射光的设计应综合考虑各种因素 .

一种用于高反光金属表面3D重构的新型投影测量系统

在利用光学扫描技术对光滑金属表面进行三维重构时,常常出现由于镜面反射而产生的局部亮度饱和区域,使得该区域无法进行扫描。因此,常用的光学三维扫描方法很难精确重构高反光金属表面的3D坐标。为了解决这个问题,本文提出一种改进的投影测量系统(Fringe Projection Profilometry FPP)对高反光金属表面进行三维扫描。在改进的投影测量系统中,将两个偏振片分别放置在CCD相机和投影仪镜头前。结合硬件装置的改进,本文提出了双偏振法的原始图像融合方法。其中,高反光金属表面上的亮度饱和区域可以在两个偏振片相互垂直时进行测量,漫反射区域的3D坐标可以在偏振片相互平行时获得。实验结果表明,改进的投影测量系统可以有效地对高反光金属表面进行三维扫描。

利用Photoshop CS处理强反光圆柱体上的手印照片

现场勘查中常遇到圆柱体反光表面客体,如防盗金属门窗上的圆管等,因受光面不均匀,容易产生强烈的反光带,拍摄这类客体上的手印痕迹较为棘手,为了有效地获得这类物证,在充分运用近距离照相技术获取手印的数码照片后,再利用Photoshop的图像调整功能,对图像的色调、色相进行合理的调整,会得到良好的图像效果。

基于动态视觉传感器的铝基盘片表面缺陷检测

现有视觉缺陷检测技术通常基于传统电荷耦合器件(Charge-coupled device,CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)相机进行缺陷成像和后端检测算法开发.然而,现有技术存在成像速度慢、动态范围小、背景干扰大等问题,难以实现对高反光产品表面弱小瑕疵的快速检测.针对上述挑战,创新性地提出了一套基于动态视觉传感器(Dynamic vision sensor,DVS)的缺陷检测新模式,以实现对具有高反光特性的铝基盘片表面缺陷的高效检测.DVS是一种新型的仿生视觉传感器,具有成像速度快、动态范围大、运动目标捕捉能力强等优势.首先开展了面向铝基盘片高反光表面弱小瑕疵的DVS成像实验,并分析总结了DVS缺陷成像的特性与优势.随后,构建了第一个基于DVS的缺陷检测数据集(Event-based defect detection dataset,EDD-10k),包含划痕、点痕、污渍三类常见缺陷类型.最后,针对缺陷形态多变、纹理稀疏、噪声干扰等问题,提出了一种基于时序不规则特征聚合框架的DVS缺陷检测算法(Temporal irregular feature aggregation framework for event-based defect detection,TIFF-EDD),实现对缺陷目标的有效检测.

基于多视方程的高反光物体表面三维形貌测量

双目结构光三维形貌测量技术在测量高反光物体的过程中,左右图像中对应物体表面的不同位置处出现过度曝光的现象,致使对应区域的相位数据无效。首先将投影系统作为反向相机并与双目系统共同组成多视系统,然后对物体表面的每一点进行多视系统匹配,接着通过调制度来判断每一像素对应相位的有效性,舍弃过曝光图像区域的像素以获得双视共线方程,最后由整体多视方程同时实现三维点云重建。该方法能够有效解决坐标系转换、多系统重建结果的数据冗余和融合误差等问题。实验结果表明,所提方法在500 mm×700 mm大小的视场范围内能够很好地对高反光物体进行完整的三维形貌测量。

BGA焊点气孔缺陷的特殊结构光质量检测

为了解决球栅阵列(BGA)焊点气孔缺陷的在线检测问题,开发了一种特殊的结构光检测技术。同时用环形红光和十字形绿光发射二极管(LED)照明BGA芯片,通过环形和十字形的中心,布置一个带有远心透镜的电荷耦合器(CCD)摄像机记录小球上红色圆环和绿色十字的图像。根据图像半径方向上的纹理频谱分布特征,引入人工神经网络(ANN)算法对BGA芯片的气孔缺陷进行检测。采用真实的BGA焊点进行实验,结果验证了方法的精度和可行性。

新货架

PanasonicTC—43GF10M背投影式电视机 显像管式电视机 的尺寸不可能做得太 大。但屏幕越大,临场 感越强。松下电器公 司最新推出了一款 43时的采用背投影 方式显像的电视机,型号为TC—43GF10M。它采用CYTOP防反光表面处理的丙烯屏幕,7时高亮度投影管,具有特宽视野角度(水平160°,垂直72°),宽频带消噪声音响系统。

Progress in designing effective photoelectrodes for solar water splitting

Photoelectrochemical(PEC)water splitting process is regarded as a promising route to generate hydrogen by solar energy and at the heart of PEC is efficient electrode design.Great progress has been achieved in the aspects of material design,cocatalyst study,and electrode fabrication over the past decades.However,some key challenges remain unsolved,including the most demanded conversion efficiency issue.As three critical steps,i.e.light harvesting,charge transfer and surface reaction of the PEC process,occur in a huge range of time scale(from10-12s to100s),how to manage these subsequent steps to facilitate the seamless cooperation between each step to realize efficient PEC process is essentially important.This review focuses on an integral consideration of the three key criteria based on the recent progress on high efficient and stable photoelectrode design in PEC.The basic principles and potential strategies are summarized.Moreover,the challenge and perspective are also discussed.