改进的阶梯相位去包裹算法研究

为减少投影条纹数量,提高测量速度,提出了一种改进的阶梯相位去包裹算法。算法采用彩色条纹投影测量物体三维形貌,将正弦和阶梯相位条纹分别输入彩色图像的红色和蓝色通道构成彩色条纹,由DLP投影仪将四步相移彩色条纹投影到待测物体上,由彩色CCD相机采集。利用颜色分离技术得到2组四步相移条纹图,其中一组为4幅正弦条纹,由四步相移法求得正弦条纹包裹相位,另一组4幅阶梯相位编码条纹图,由与正弦条纹周期一致的阶梯相位构成,经阶梯相位解码确定条纹级次,利用自校正算法去除条纹级次噪点后,实现相位去包裹。进行了实际测量,结果表明,本方法测量精度与采用四步相移法相当,但只需4幅条纹图,有效减少了投影和采集的条纹数量,提高了测量速度。

用于绝对相位还原的对称式和非对称式二元结构光编码

基于邻域分析的相移法不适合阶跃场景测量且往往会造成相位误差的积累,为此提出了用于获取绝对相位的对称式和非对称式二元阶梯相位结构光编码方法.两种方法编码图案不同,对称式编码方法编码图案黑白条纹的宽度相等,非对称式不等.通过投影多帧二元结构光编码图案,结合相移法相位提取公式获得阶梯相位.测量时,基于传统正弦条纹投影和相移法获得高准确度包裹相位,并用阶梯相位确定对应包裹相位的级次.根据级次直接进行相位展开,进而获得绝对相位.以量块作为测量对象,两种方法的测量均方根误差达到0.072mm.两种方法均能够有效还原阶跃场景,实现三维重构.

调频步进频雷达中距离起点误差分析

调频步进频雷达通过宽带合成实现距离向高分辨,合成过程中精确的距离采样起点是保证合成性能的重要因素。该文指出了距离起点误差会在宽带合成信号中引入阶梯相位,从线性系统单位冲激响应的角度证明了该阶梯相位会导致宽带合成信号脉冲压缩后产生栅瓣,并就误差对栅瓣的包络、高度、分布情况和主瓣偏移的影响进行了定量分析。

基于分数泰伯效应的双波长微距分束的研究（英文）

微距光谱分束是红外领域小型双波段成像系统的关键技术之一。利用菲涅耳衍射理论和角谱理论,研究了双波长和宽角度入射光场通过阶梯光栅在分数泰伯距离下的衍射特性。建立了基于阶梯光栅的双探测阵列成像模型,数值模拟了入射波长分别为4μm和4.5μm的光束在-30°~30°入射角度范围的光栅分束结果,获取了探测面上的发光强度、能量和信噪比等参数值。此文的研究成果可为构建微型双波段成像装置及设计精密光谱分束器件提供理论支持。

适用于快速三维形貌测量的二元结构光编码优化方法

为避免多级灰度值编码所带来的非线性问题,并进一步提高测量速度和适应性,提出了一种二元阶梯相位编码方法。首先,利用传统N步相移法,投影若干幅正弦光栅条纹到待测物体表面,接着投影若干幅相移条纹对应的采用二值化编码的条纹;在通过四步相移法求得光栅条纹的包裹相位后,利用二值编码条纹解调后得到的阶梯相位,确定光栅条纹的周期级次;最终根据周期级次对包裹相位进行解包裹得到绝对相位,完成相位去包裹。利用二值化条纹进行阶梯相位编码的方法,克服了传统阶梯相位编码方法使用多级灰度值引起的非线性问题。实验结果表明,以单通道投影图像数目为标准,在同等条件下,与已有的同类方法相比,本文方法的测量速度提高了12.5%,且适应性强,能够有效地进行物体的三维形貌测量。