载波电子散斑干涉频谱旁瓣中心偏移的克服方法

详细分析了利用快速傅里叶变换相位解调法处理载波电子散斑干涉(CESPI)相关条纹图时产生频谱旁瓣中心偏移的原因及其影响.为了消除该频谱旁瓣中心偏移产生的转动量误差,借助一幅变形前载波相关条纹图,并结合频域同态滤波技术,设计了两种新的图像处理方法——形貌相减消差法和旁瓣共轭消差法.理论分析与实验结果表明:这两种方法均能有效地消除零频偏移产生的测量误差,提高测量精度;旁瓣共轭消差法还具有程序简单、操作方便的优点.

基于LabVIEW的电子散斑干涉图像处理系统

传统基于MATLAB的电子散斑干涉(electronic speckle pattern interferometry,ESPI)图像处理方法无法实现对多帧散斑图的自动批处理,不能满足微小振动实时测量的要求.根据LabVIEW与MATLAB软件的特点,采用Lab-VIEW与MATLAB混合编程,设计了一种基于LabVIEW的载波电子散斑干涉(carrier electronic speckle pattern interferometry,CESPI)图像自动处理系统.该系统通过运行LabVIEW的MATLAB script节点,调用MATLAB中的散斑图像处理程序,实现对一组振动测量散斑图的自动处理,并显示测量的振动参数和曲线.实验表明该系统具有界面直观、操作方便、运算快速和自动批处理的优点.

基于调制方向提取载波散斑条纹中心线的方法

条纹中心线法是一种重要的电子散斑干涉条纹解调方法,其前提条件是获得高准确度的条纹中心线.本文在分析载波电子散斑干涉条纹自身特征的基础上,提出了一种基于载波条纹调制方向提取条纹中心线的方法.该方法首先通过同态滤波有效滤除高频乘性散斑噪音,提取出载波条纹;然后应用基于调制方向提取中心线算法确定载波条纹灰度极值点并做二值化处理;再采用基于中心线拟合或者基于条纹间距的边沿中心线补偿法,获得完整的条纹中心线图.实验结果表明:该方法简单、可靠,能快速、准确地提取出连续的中心线.

基于条纹中心线的载波散斑条纹解调方法

针对传统傅里叶变换法在处理含有多突起的载波散斑条纹图时,由于存在频谱展宽会出现严重的解调相位失真,提出了一种基于条纹中心线的载波散斑条纹解调方法.根据载波调制时所采用平行调制方式和倾斜调制方式,分别从理论上对相关的中心线解调法进行数学推导,并进一步采用最小二乘三次曲面拟合法获得被测物面全场的离面位移信息.实验结果表明:利用上述中心线解调法和曲面拟合法能解调出复杂的载波条纹图,并获得具有亚像素定位准确度、连续光滑的全场离面位移信息.

载波散斑相关条纹的调制频率

针对载波电子散斑干涉(CESPI)偏转物面调制法出现的载波相关条纹的调制频率(f)的合理取值问题,通过CESPI迈克尔逊测量系统光路图分析了偏转角(Δα)与调制频率之间关系,根据散斑大小与散斑空间位移间的相关约束条件,推导出载波相关条纹调制频率的极大值公式;根据载波相关条纹图的频谱分离要求,推导了载波相关条纹调制频率的极小值公式.为了有效提高调制频率,提出了一种基于偏转参考镜面的调制方法,并建立了几何光路模型进行理论分析.实验结果表明:该方法能克服散斑尺寸对调制频率的约束,可以有效提高载波相关条纹的调制频率,特别适用于大载荷形变的CESPI测量.