校正天波雷达电离层相位污染的相位投影法

鉴于时变电离层的相位污染使天波超视距雷达回波谱展宽,影响舰船等低速目标的检测,从高阶瞬时矩(HIM)的角度出发,提出一种校正电离层相位污染的相位投影法(PPA).该方法利用投影矩阵可以直接将回波信号的相位投影到污染相位,避免了累加的相位误差和多项式模型阶数的选择.仿真结果验证了该方法的有效性.与改进的相位梯度法(IPGA)和多项式相位(PPS)法相比,该方法对不同形式相位污染具有较好的普适性,并且鲁棒性好、运算量小,更适合于工程实现.

基于投影栅相位法的强反射物体高动态三维测量

文章在非接触三维重构中提出了使用长曝光拍摄的多图融合测量方法,灰度值的测量区间由得到的目标函数所定义,由像素灰度值与图像曝光时间的变换关系拟合得出目标函数,根据函数关系得出所需的拍摄曝光时间与图像数量,通过以上得到的条纹图与基于投射无条纹图产生掩模图的元素向量进行矩阵乘法叠加变换,使用伽马函数对其进行暗部处理后进行灰度值还原。最后通过相位解算和参数标定得到三维点云。本研究可应用于强反射物体的三维测量,扩大了结构光测量技术的适用范围。光栅投影技术在非接触测量中被广泛应用。在具有强反射特性的元件测量中,被测物会出现局部过亮或过暗的情况,产生相位误差,影响测量精度。为降低强反射特性在测量中的影响,文章基于长曝光拍摄多图融合测量,利用伽马函数对暗部处理后进行灰度值还原的方法,实验对多个测量对象的点云图像结果分析,验证方法可行性。本研究提高了光栅投影技术在强反射物体测量中的精度和适用范围。

用于强反射表面形貌测量的投影栅相位法

为了实现强反射表面三维形貌的光学非接触测量,提出一种改进的投影栅相位法。分析了强反射表面的反射光特点及其对相位解算的影响,指出了反射光亮度范围与相机动态范围的不一致是导致传统投影栅相位法测量失效的主要原因;提出了亮暗条纹投射、多曝光时间采集图像和图像合成等技术,使相机亮度测量范围与强反射表面的反射光亮度范围相一致,并分析了此方法的可行性和适应范围。最后,给出了改进投影栅相位法的条纹投射与图像采集步骤。实验结果表明,改进的投影栅相位法克服了强反射表面引起的条纹图像饱和或过暗问题,能够成功测量出99.6%以上的三维点云,有效解决了测量点云缺失问题,能够实现强反射表面三维形貌光学非接触测量。

现代人头骨面部某些特征的投影栅相位法测量研究

用投影栅相位法 ,定量测量现代人面颅骨的一些项目 ,分析比较了中国南方、北方面骨的特点及中国与欧洲现代人面骨的差异 ,并探讨该方法在人类学研究领域应用的可行性和实用性。发现 :1 不论云南、欧洲头骨 ,性别差异主要集中在线距项目上 ,男性测量值大于女性。 2 华北头骨的中面宽、上面高及其指数、颧上颌高和内侧两眶宽指数大于云南头骨 ,中面部的扁平度小于云南头骨 ,颧骨额蝶突的前外侧面比云南头骨的要朝向前方。 3 中国云南、华北现代人头骨上面部的宽度小于欧洲现代人头骨 ,上面部扁平程度大于欧洲现代人头骨 ;颧骨额蝶突的前外侧面比欧洲头骨更朝向前方。华北头骨上面部高度及其指数大于欧洲头骨 ;云南头骨上面高及男性的上面高指数与欧洲头骨无差异 ,云南女性上面高指数大于欧洲头骨。

投影栅相位法三维曲面检测技术

传统及常用的测量方法是使用三坐标测量仪进行逐点接触式测量。本文介绍了利用投影栅相位法进行三维曲面无接触检测的有关技术,包括测量原理、系统结构和数据处理方法,并给出了一个检测实例。

基于投影栅相位法的强反射表面三维测量

结构光三维测量技术以其非接触、精度高等优点而具有广泛的应用,但对于强反射物体表面,所采集的结构光图像会形成局部亮度饱和,导致信息失真或丢失,无法进行精确的三维重建。为实现强反射表面的测量,采用了一种改进的基于投影栅相位法的三维测量方法,对投影的相移编码图像二值化,并采用多幅不同曝光时间下所采集的图像进行融合,重建条纹图像序列,该方法增强了编码图像的鲁棒性,较好地解决了相机动态范围与物体表面反射亮度范围不一致的问题。实验结果表明,所提方法能够克服已有方法中图像局部饱和所导致的测量信息丢失的缺陷,实现对强反射曲面的结构光三维形貌的高精度完整测量。

基于投影栅相位法和多曝光图像融合技术的强反射表面轮廓检测

光栅投影三维测量技术因其非接触式、分辨率高和精度高等优点,已成为应用最为广泛的三维测量技术之一,但对于具有强反射表面的被测物,所采集的图像会出现局部过明或过暗的现象,导致测量的点云缺失,影响测量精度。为了实现强反射表面物体三维轮廓的精确测量,提出一种改进的多曝光图像融合技术。利用白光投射下不同曝光时长的图像制作掩模,分别与光栅投射下相应曝光时长的条纹图像相乘,将所得图像进行线性变换后叠加,再对其灰度值归一化后进行伽马变换和灰度值还原,最后利用所得条纹图像解相并计算被测物体表面三维点云数据。实验表明,该方法在一定程度上克服了因物体局部高光而导致的点云缺失,对于法兰片、标准块和U型卡三种具有强反射表面的被测物,分别能计算出99.8%、99.1%和99.3%的点云数据,实现了强反射金属表面较为完整的三维轮廓检测。

基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法

针对双目结构投影光栅相位法三维测量系统中立体匹配的效率与精度问题,提出了基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法。首先,通过外极线校正算法将双目立体视觉几何结构校正为平视双目标准几何结构,使匹配点对在左右相机上的成像点位于同一水平线上。然后,采用双线性内插法获取校正后新相位图像对,并提出一种基于相位区域匹配的立体匹配算法,获得初始匹配点。最后,提出采用最小二乘拟合将初始匹配点附近3×3邻域内的相似度量拟合为一个二次曲面,然后求解得到该曲面的局部最小值,得到与待匹配点相位相同的右摄像机匹配点坐标。通过对标准平板平面度进行测量与精度分析,表明该方法能够快速、准确的实现立体匹配。

基于相位法的三维测量系统的相移误差分析

采用投影栅相位法进行三维测量时,光栅移动的精密控制是整个测量系统的基础。针对相移误差,对硬件系统进行设计,通过步进电机细分控制实现更小、更平稳的相移误差;并对传统的四步相位提取算法进行优化,在优化算法中,稳定的相移误差项可以作为中间变量,即其大小随机变化不再对相位计算结果产生影响。实验结果表明:设计的硬件系统调试简单,步进电机可以实现最小1/128细分;优化后的算法有效地抑制了相移误差对测量结果的影响,进一步提高了表面微观形貌的测量精度和可靠性;从而使得测量系统的整体性能指标得到提升。

基于单步相移算法的投影技术及其应用

利用一组规则栅线投影到物体表面的变形光栅 ,采用单步相移算法解调出含有物体表面高度信息的位相。本文建立了一种较传统相移技术快速 ,但精度相当的投影技术。该技术只需采集一幅图象。文中给出了一个典型试件的实验结果和分析。

基于极线校正的快速相位立体匹配

基于双目结构的投影栅相位法利用相位值建立左右图像对应点匹配关系,但传统相位立体匹配方法匹配速度较慢,因此本文提出了一种基于极线校正的相位立体匹配方法来提高相位立体匹配速度。首先,通过极线校正算法将双目立体视觉几何结构转换成极线标准几何结构,即左图中任意一点在右图的极线是与该点纵坐标相同的水平直线。然后,在对左右相位图进行极线校正的基础上,给出了改进的相位立体匹配方法步骤。最后,通过对实物进行三维重建,分析比较了传统相位立体匹配方法与改进方法的性能。实验结果表明,与传统方法相比,改进的方法将匹配时间缩短了63%,能够满足工业应用对测量速度的要求。

B样条曲面拟合方法在人体测量中的应用

随着计算机辅助设计技术的不断发展,三维参数化设计作为一种新的计算机辅助设计方法已经得到广泛应用。提出应用投影栅相位法测量人体的三维数据,在最小二乘意义下采用B样条拟合曲面的方法,在临床治疗和医学基础研究方面有重要的实用价值。

基于多尺度分析的快速相位立体匹配

基于相位的立体匹配是双目投影光栅相位法中的重要步骤,但传统的相位匹配方法在处理高分辨率图像时因存储空间大大增加,难以达到匹配速度与精度的平衡。文章提出了一种基于多尺度分析的快速相位立体匹配算法,采用分层匹配的策略,对预处理后的左右绝对相位图进行降采样以生成图像金字塔,利用低分辨率的视差匹配结果以预测下一层视差,以此降低下层高分辨率图像的视差搜索范围,达到匹配速度与精度的平衡。实验结果表明,所提算法在保证精度的情况下能有效提升相位立体匹配速度,实现高分辨率相位图快速准确的立体匹配。

基于锁相循环投影的物体形貌检测

本文提出将相位锁定循环技术应用于栅线投影方法 ,将规则栅线投影到物体表面得到变形栅线 ,用相位锁定循环法解调含有物体表面高度信息的位相 .用该法不需传统的相位去包裹 ,即可完成对二维栅线图扫描 ,从而确定其相位 .通过对典型试件的检测 。

板料变形的投影栅三维快速测量技术研究

目前, 国内外研究的物体形面光学三维测量系统, 多用于静态物体的三维测量, 测量时间较长。本文研究了一种投影栅三维形面快速测量系统, 可应用于处于动态状态的物体的三维测量。文中介绍了其原理、相展开以及双CCD相位周期匹配等关键技术, 并且应用该系统对汽车侧围板变形进行测量。精度验证表明, 系统在测量范围内误差为10μm量级, 可用于工业快速测量领域。

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。

投影栅相位检测法中的多幅图象拼接处理技术

投影栅相位法是检测三维曲面形体几何尺寸的较为有效的光学手段。可是当采用这种方法检测较大尺寸的试件时，若使用单幅图象，处理得到的数据点分布比较稀疏，而且对光学装置提出了更高的要求。为此本文建立了投影栅相位法多幅图象的拼接处理技术，通过分块采集、分块处理，最终拼为一体的方法，解决了投影栅相位法检测较大试件时存在的问题。不仅提高了数字图象的采集精度和处理精度，而且降低了对硬件系统的要求。实例分析验证了该技术的有效性和实用性。

投影栅相位法曲面形体检测系统结构的分析

针对投影栅相位法检测精度不够高和可操作性不强的问题 ,从检测系统的原理出发进行了全面分析 ,并在此基础上提出了一种新的系统结构 ,其核心是应用摄像机定标技术。新系统消除了现有系统结构的系统误差 ,减轻了系统标定的复杂程度。实验证明它具有较强的可操作性和较高的检测精度 ,相对检测精度达到 1/ 3 0 0

投影栅相位法三维曲面的光学检测技术

利用投影到三维曲面的畸变光栅，采用二维数字图像处理，建立了一种新型的快速、高精度三维曲面无接触光学检测技术，开发了基于微机上的全套应用软件，并以一个典型的汽车覆盖件为例进行了实验分析。文中还提出一种边界处理技术，用以提高系统的处理精度。

投影栅相位法三维形貌自动检测应用中的问题

本文针对投影栅相位法测量三维物体表面形貌技术 ,采用两光轴相交 ,且非远心投影系统产生的误差进行了分析并提出了修正方法 ;文中还提了了一种有效算法 ,利用卷积滤波技术实现频谱的自动移位 ,提高了图像处理的速度和形貌检测技术的自动化程度 ;