一种新型单帧彩色复合光栅投影的实时三维测量方法

提出了一种新型单帧彩色复合光栅投影的实时三维测量方法。采用三帧具有π2的相移正弦条纹分别编码到红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三个颜色通道中,组合成单帧彩色复合光栅,当该彩色复合光栅投影到待测物体上,仅需获取单帧彩色变形条纹并从中分离出相应的具有π2相移的三帧单色相移变形条纹,由于不同颜色通道之间存在颜色串扰以及色度不均衡问题,采用最小二乘法对分离出的三帧单色相移变形条纹直流项进行背景一致性校正,从而获得三帧校正后的单色相移变形条纹,运用所建立的三维重构物理模型,即可恢复物体的三维形貌。实验验证了该方法的可行性和实用性。进一步的实验表明,该方法的测量精度优于传统单帧彩色PMP。因为所提方法仅需一帧彩色复合光栅即可恢复物体的三维形貌,在实时三维测量中具有很好的应用前景。

二维斑点追踪显像和实时三维超声心动图测量对慢性肾脏病患者左心房容积及功能的预测

目的探讨二维斑点追踪显像(2D-STI)和实时三维超声心动图(RT-3DE)测量左房最大容积指数(LAVImax)、左房最小容积指数(LAVImin)、左房前后径(LAd)和左房长轴径(Lx)对慢性肾病患者左心房容积及功能的预测价值。方法选取2018年1月至2020年1月河南省人民医院诊断并进行治疗的慢性肾病患者120例作为研究对象,另选取同期健康体检的120例志愿者作为对照组。所有研究对象均进行2D-STI和RT-3DE检查,比较两组患者超声指标、左房应变及应变率和容积指数,分析不同严重程度患者容积指数的差异。结果试验组二尖瓣口舒张早期左室快速充盈峰(e)、二尖瓣环组织的舒张早期波峰(e′)和e/e′均低于对照组(P<0.001),试验组左心室的射血分数(LVEF)水平低于对照组(P<0.001);试验组左房纵向峰值应变(Ss)、舒张晚期峰值应变(Sa)、舒张早期峰值应变(Se)、左房纵向峰值应变率(SRs)、舒张晚期峰值应变率(SRa)、舒张早期峰值应变率(SRe)均低于对照组(P<0.001);试验组LAVImin、LAVImax、LAd、Lx均高于对照组(P<0.001);不同严重程度慢性肾病患者的LAVImin、LAVImax、LAd、Lx比较,差异有统计学意义(P<0.001)。结论2D-STI和RT-3DE测量LAVImax、LAVImin、LAd、Lx对慢性肾脏病患者左心房容积及功能的预测价值较好。

浅谈用实时三维动态监测提高道路施工测量的可靠性

施工测量过程中经常进行人地坐标与建筑坐标的相互转换。在道路施工测量时,也经常遇到线路坐标与人地坐标的相互转换。采用实时三维动态测量能够提高测量可靠性,加强效率,从而减少道路施工前的技术准备时间。

一种新型双色2+1三维实时测量方法

传统2+1三维实时测量方法需要投影两帧相移光栅加一帧背景光图像,提出了一种新型双色2+1三维实时测量方法,该方法仅需两帧双色光栅。事先编码两帧双色光栅,红色通道分别为相移量相差π的正弦条纹,蓝色通道为与正弦条纹直流分量等值的背景光,由此可以标定出彩色CMOS相机红蓝通道灵敏度之比。测量时按照上述方法编码两帧相移量差π/2的双色光栅并合成为重复视频,重复视频通过投影仪投影到待测物体表面,并利用彩色CMOS相机即可同步实时采集彩色变形条纹图视频。经计算机处理提取不同时刻的彩色变形条纹图序列,从而利用2+1算法实现运动物体实时在线三维测量。此方法利用红蓝通道能有效减少颜色串扰,并且只用投影两帧双色光栅,提高了测量的实时性。实验结果和分析证实了该方法应用于物体实时运动的可行性和有效性。

采用相位半角的两步相移法

针对经典两步相移算法对光强不均匀分布和物体不均匀反射率处理能力不强的问题,分析相移量为90°的情况,采用光强模型,直接对光强进行数据操作,利用三角关系,给出了求解折叠相位相位半角的计算方法,通过高度-相位差公式得到物体的三维形貌数据,避免了因归一化操作过程中取最值方法引起的误差.实验对比分析了经典四步相移法和两步移相法,表明在环境光强可以忽略不计或足够小的情况下,该方法误差范围为±0.2mm,结果优于经典两步相移法,接近于测量误差最小的四步相移法.

现有CORS系统的问题分析及解决方案

连续运行参考站(CORS)系统能够为用户提供实时定位服务,在全国大部分省市得到了应用和推广。然而,现有CORS系统存在用户管理效率低下、无法提供地方坐标和正常高实时测量服务、异常预警机制不够完善等问题,不能满足我国的服务管理需求。本文在实时测量用户和CORS系统中间架设了三维地方坐标实时测量服务器,设计并实现了CORS服务管理系统,有效解决了上述问题。

双圆锥扫描红外地球模拟器精密光学校准

对地球模拟器进行光学精密校准是保证双圆锥扫描红外地平仪单机地面性能测试的必要前提。采用两台电子经纬仪建立三维坐标实时测量系统,实现对双圆锥扫描红外地平仪地球模拟器的精密光学校准。根据理论设计值作为参考值,与实际测量值进行比较,反复放样测量,进而调整地球模拟器的冷热边界,调校精度可使地球模拟器边界特征点坐标的定位误差控制在0.2mm之内。高精度位置控制保证了双圆锥扫描红外地平仪高精度的噪声等效角性能测试,可以保证噪声等效角(3σ)控制在0.07°以下。

红外地平仪地球模拟器光学校准精度分析

针对适用于双圆锥扫描红外地平仪地面检测体积相对较大的地球模拟器,使用两台电子经纬仪建立三维坐标测量系统,采用全测角的方法计算并实时显示被测点的三维坐标值,可以大大提高光学校准精度。基于坐标值的计算以及地球模拟器的模拟原理,首先对地球模拟器进行精密校准,然后基于误差传递公式计算直角坐标的校准测试误差,对光学校准精度进行分析,最终实现红外地球敏感器姿态角测量的误差分析。计算与实际测量结果表明,通过使用实时三维测量系统对地球模拟器进行精密校准后,双圆锥扫描红外地平仪的姿态角模拟测试误差可降低到0.01°以下。验证了该测量系统在大型航天地面检测设备中的有效性与实用性。

基于单帧采集的相移测量轮廓术

提出了一种基于单帧采集的相移测量轮廓术(Phase Shift Profilometry,PSP),该方法保留了传统相移测量轮廓术的相移特性和高精度的特点,同时又能在实时测量的时候仅采集单帧变形条纹。在传统的N步相移测量轮廓术中,需要投影N(N>2)帧相移正弦光栅,并采集N帧变形相移条纹,而且随着N值增大测量精度更高。所提方法只需要投影一帧正弦光栅,并采集一帧变形条纹,同时对相移步数的提高可以让测量精度随之变高,而且在静态测量和实时三维测量中都可以保证单帧采集的特征。此外,该方法的数学模型与传统PSP的相比更加简洁,得到的包裹相位仅与物体本身的高度有关,无需对参考平面和被测物体分别进行相位运算和解调。相比于其他单帧测量方法精度更高,有效地避免了对变形条纹频谱直接滤波带来的频谱缺失,或者是其他基于PSP的实时测量的颜色混叠、动态范围受限的问题。仿真和实验结果表明了该方法的可行性和有效性。