基于改进的自动多曝光和数字光栅投影技术的强反射表面形貌测量

采用数字光栅投影技术对强反射表面物体进行形貌测量时,由于采集的图像出现局部过明或过暗的现象,造成测量精度下降。基于此,提出一种改进的自动多次曝光图像融合技术,首先通过系统灰度响应曲线确定合适的测量灰度值范围,并根据基准点拟合出相机响应函数,计算出所需的曝光时长和次数;其次,将相机采集的不同曝光时长下光栅条纹图像与投射纯白图像下制作的掩膜图像相乘并进行线性变换叠加,采用对数变化提升叠加后光栅条纹图的暗部区域细节;最后通过解相计算出被测物的三维点云数据。实验结果表明,该方法可以准确计算出曝光时长和次数,融合后的图像条纹清晰完整,对于具有强反射表面的标准块、水泵压板护套和回程盘,点云重建率分别达到99.80%、99.20%、99.40%,提高了强反射表面的形貌测量精度。

基于数字光栅投影的浮法玻璃缺陷检测方法研究

提出了一种基于数字光栅投影的浮法玻璃缺陷检测方法。由数字投影仪投射的光栅条纹经过玻璃带在背景平面上成像,用位于玻璃带上方的高速相机采集受到玻璃带表面调制的图像,再由计算机对采集到的缺陷图像进行相位提取和重建,得到受玻璃缺陷调制的离面位移分布图,并计算求出玻璃带表面的屈光度。以检测难度较大的光畸变缺陷为例,验证了本文方法的可行性。实验结果表明,本文方法能检测光学变形较小的缺陷,检测精度可以达到0.1mm。

数字光栅投影轮廓测量系统不确定视角标定法

建立了数字光栅投影轮廓测量系统的简易标定模型,以实现测量系统的简便化和便携式应用。该标定模型基于绝对相位提取和空间映射技术,仅需确定像面坐标和绝对相位到空间坐标的转换矩阵。标定矩阵由L evenberg-M ar-quardt算法优化求解,其中所需的已知空间点阵列借助新型虚拟三维靶标实现。该虚拟靶标基于不确定视角摄像机标定法,仅需要一个平面靶标,避免了使用昂贵的平移设备,极大地降低了标定系统的成本和复杂度。对标定系统进行了大量实验,并使用标定球对测量系统进行了测量精度评价。实验结果表明标定精度高于0.2mm,证明该标定法具有很好的应用价值。

基于光栅投影三维测量的相位展开方法研究

为了提升光栅条纹解相位的精度与效率,从时间序列的角度,对多频外差与相移法进行优化。按照展开频率的重要性选择不同步数的相移进行相位主值的求解,主频率选用四步相移,其他频率选用三步相移,最后利用外差原理进行光栅条纹的相位展开。通过试验结果证明算法的可行性,且此优化算法相比于传统的格雷码展开法精确度更高,投影图像更少,对比于常规的多频外差法,在没有降低精度的前提下投影图像更少,提高测量效率。