液晶数字投影三维形貌测量技术

提出一种新的投影栅三维形貌测量的实现方法．由计算机生成标准正弦分布的栅线条纹,利用数字投影仪投射到参考平面上;由CCD摄像机分别采集放置待测物体前后的两幅栅线图,根据傅里叶变换法解调出物体的三维形貌．实验系统对环境要求低,投影栅线所含的噪声较小。测量精度较高,具有一定的实际应用价值．     

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。     

改进的三维坐标测量编码图案投影方法

为改进后的图案编码的识别和三维坐标的计算提供理论和技术依据,测量物体的三维坐标,恢复物体三维面形图。用３灰度级块状图案构成编码图案投射到被测物体上,通过新的解码算法实现对应点之间的匹配,并用坐标变换方式计算三维坐标。     

利用投影栅自动识别平面物体空间位置的方法

根据正弦投影栅成像和光学三角法测量的原理,提出了一种利用投影栅自动识别物体空间位置的方法.使用CCD摄像机采集一幅参考平面的图像和一幅待测平面物面的图像,利用参考平面图像对测量系统进行标定.根据空间频率和空间距离的关系,由两幅图像可确定物体的空间位置.笔者介绍了测量的原理并给出了实验结果.实验结果表明,该方法可实现平面物体空间位置的快速自动化识别,有自动化程度高、计算速度快、对环境要求低的优点.     

高斯正形投影平面直角坐标系在工程测量中的应用

根据有关投影综合变形的理论和生产规范有关的要求,论述了如何根据工程测量测区实际范围,选择经济合理的工程测量平面直角坐标系,解决野外测量成果,既直接方便地用于工程测量生产,又实现与国家坐标系成果相互转化,实现测量成果一测多用。并且,对工程测量的几种坐标系利用公式和数据进行了详细分析与验证。     

时间相位解包裹方法在三维形貌测量系统中的应用

将广义时间相位解包裹方法和影栅方法相结合,设计实现了一种基于时间相位解包裹方法的三维形貌测量系统。首先采集投影物体表面上的调制影栅图案,然后使用时间相位解包裹方法获取影栅图被调制前后的解包裹相位差图,据此重建物体三维形貌。给出了相位求解的原理及实现流程,进行了实验测试。实测结果表明,系统能够高效率、高精度地重建物体表面形貌。     

面向像素的并行快速后向投影算法

针对后向投影算法运算量大和实时性差的问题,该文在图形处理器的并行处理架构下,结合时域快速后向投影算法,提出了面向像素的并行快速后向投影算法。该方法距离向根据分辨率要求进行划分并分配并行线程,方位向聚焦则通过多级子孔径合并与图像分裂技术来降低运算量。通过比较该文算法、全局后向投影算法和距离多普勒算法的理论计算量、成像时间和加速比可以看出,该文算法的运算速度比后向投影算法大大提高。三种算法针对实测数据成像时间与成像效果的对比验证了该文算法的有效性和工程实用价值。     

光栅投影三维成像系统中的摄像机修正与匹配

根据透镜成像理论,建立了光栅投影三维成像系统中摄像的成像模型,推导出了物体与成像之间的关系．提出了一种不用分离参数就可求出摄像机机内外参数的新方法．它降低了求解非线性方程的难度,使系统的运行速度显著提高,降低了左右摄像机的差异,提高了三维成像的质量．实验证明,此方法简便易行、稳定性好、精度较高、可操作性强．     

动态投影栅线的加窗傅里叶分析方法

提出一种基于动态投影栅线的全场非接触测量振动或者连续变形物体的位移、速度和加速度的方法.利用高速摄像机采集一系列随时间变化的投影栅线图.加窗傅里叶变换由于可进行局部分析和更好地抑制噪声,被用来提取单幅栅线图的相位.经过对序列投影栅线图在空间域上的处理,得到包含位移信息的三维复相位矩阵.再通过加窗傅里叶脊对位移在时间域上的分析,进一步提取出物体的速度和加速度分布.连续振动悬臂梁的测量实验结果表明,动态投影栅线结合加窗傅里叶分析能够得到动态变形物体上每个点的瞬时的位移、速度和加速度分布,证实了该方法的有效性.     

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。     

光栅投影三维测量中一种新的线条纹细化算法

针对光栅投影三维测量中的线条纹,提出了一种新的条纹细化方法。实验证明,该算法获得了理想的处理效果。     

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 0     

Sub-pixel edge location algorithm for bilevel images

Accurate edge localization of bilevel images is of primary importance in barcode decoding. In the sub-pixel edge location algorithm for bilevel images, the bilevel image (barcode) imaging process is modeled as a square wave convoluted with a Gaussian kernel and then sampled discretely by pixel arrays. Based on the gray levels of the pixels, assumed sub-pixel edge locations are set and adjusted so that the discrepancy of the theoretical gray level of pixels and the actual gray level of pixels reaches the minimum and then the best approximation of the actual sub-pixel edges of the bilevel image is obtained. Examples are presented to illustrate the techniques of the algorithm which can solve the problems of edge location or signal recovery of bilevel images in the case of the two features: one is that the support of the Gaussian kernel is comparable to the distance of the adjacent edges; the other is that the distance between the adjacent edges is comparable to the distance of the adjacent pixels.     

用序列二维轮廓线重建三维形体表面的方法

针对以往重建表面算法的复杂、计算量大以及存在误连而导致走样等不利因素,提出一种基于角度的三角面片联结方法。该方法主要是在面片联结之前对轮廓线上的点按角度进行取舍,不仅减少了要处理的数据点,而且也使三角面片的联结简易化。实验表明,该方法简单易行,重建速度快,计算量小,适合于由序列单轮廓线重建三维表面形体。     

基于分形三维菊花建模算法

为了在计算机中实现真实感较强的3维菊花模型.通过观测统计,发现花瓣之间以及多层花瓣结构的层与层之间具有统计意义上的自相似性,且花瓣数目依斐波纳契序列分层排列。根据植物形态学原理和图形学技术,采用分形的方法,按照不同花卉的形态结构,完成菊花的建模算法。经过计算机试验给出三维菊花的IFS码。结果逼真,具有一定的实际应用价值。     

结构光三维扫描测量的三维拼接技术

为满足工业零件尺寸测量的复杂要求 ,对结构光三维扫描法的基本工作原理进行了全面分析。并在此基础上实现了一种新的三维拼接技术 ,其核心是利用一个步进电机驱动的旋转工作台对不同视场的数据点云进数据缝合 ,以提供完整的零件表面三维信息。新方法不仅提高了系统精度和灵敏度 ,而且降低了对硬件系统的要求。实验表明系统具有较好的操作性和较高的精度     

激光线扫描足部三维测量方法及其应用

基于激光线扫描和力传感器原理设计了可以同时测量足部负荷和三维形貌的扫描仪.利用5 mm以下足部投影轮廓线和整个足部投影轮廓线自动识别足后跟点和趾尖点,建立足部坐标系,并根据有关截面特征对其他特征点进行识别,自动提取足围等10项足部参数.对170名受试者进行了不同负荷下的足部参数测量,给出了零负荷下男性和女性的足部参数统计结果以及半体重负荷、全体重负荷和背负荷下足部参数的变化特性,并对正常足和扁平足的足部参数进行了对比.测量结果表明: 男性和女性的平均足长和平均足围差异度较大,而平均足弓高差异度较小;当负荷增加到一定程度时,足部姿势发生改变,足后跟宽、足面高和外踝高等参数不再随负荷进一步增加有明显的变化规律.     

一种三维网格简化算法

为实现大数据量三维模型的化简,得到高质量、多分辨率的模型,满足实时绘制要求,采用半边数据结构表示三角形,用点到平面距离的平方和作为边折叠的权值,用渐进边折叠算法进行模型简化。在简化的过程中得到一系列的简化点序列,结合此点系列和简化的模型,就可以生成连续的任意分辨率的简化模型。经试验证明,本算法易于实现,效率高,占用内存空间适中。该算法可以用于交互式虚拟现实和网络模型的渐进传输。     

一种新的三维MDCT的快速算法

提出了计算三维改进的离散余弦变换(MDCT)的一种快速方法,可以有效减小数据量,提高计算机存储和运算的效率.首先将序列长度为N1×N2×N3的三维MDCT转化为(N1/2)×(N2/2)×(N3/2)的三维离散余弦变换Ⅳ型(DCT-Ⅳ)(N1=2m1,N2=2m2,N3=2m3),然后将后者转化为8个长度为(N1/4)×(N2/4)×(N3/4)的三维离散余弦变换Ⅱ型(DCT-Ⅱ),最后再通过变量代换和加法运算实现整个快速计算过程.同时,通过编写程序验证算法的正确性,并分析该算法的计算复杂度.结果表明:较之传统的行列方法,所提出的算法能够有效使计算复杂度降低75%左右,实现了计算机在三维信号处理领域的运行速率的提高.     

一种基于映射簇的聚类分析算法

应用映射簇的概念来明确多维数据中簇与维度的关系,将聚类问题转化为映射簇问题;将采样技术与PAM相结合,根据曼哈坦距离计算数据对象之间和簇之间的距离实现聚类分析.此外,给出了相应的具体算法,并将该算法与k-中心点算法进行了试验比较.试验结果证明了该算法的有效性.