基于傅里叶变换去隔行图像的动态3维面形测量

为了解决动态面形测量中隔行扫描CCD相机记录动态物体表面变形条纹图像存在缺陷的问题,提出了傅里叶变换去隔行算法,即把隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,分别对每一单场图像进行傅里叶变换去隔行处理,再利用条纹分析法重建对应时刻的3维面形。理论分析得出单场傅里叶变换去隔行图像与对应的准确满帧图像相同的结论。结果表明,该方法可以很好地恢复条纹和重建物体,且简单实用,可用于基于空间相位检测、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等条纹分析方法的动态物体3维测量中。     

激光光栅显微投影法表面微观形貌测量系统的研制

本文研制了基于激光光栅显微投影法的表面微观形貌测量系统。该系统由激光器 ,CCD ,两个显微物镜 ,图象采集卡 ,计算机和数据处理软件组成。两个显微物镜一个用来将光栅进行缩小投影到被测物体的表面上 ,形成被被测物体表面高度所调制的条纹 ;另一只显微物镜则将被调制的条纹图像成像到CCD的靶面上 ,CCD采集的图像输入到计算机中进行相关计算而得出被测表面的微观形貌。本文介绍了该系统的测量范围和分辨率计算方法 ,并对实验数据进行了可靠性分析。结果分析表明 ,该系统能可靠地测量物体的表面微观形貌。     

不规则平面物体面积测量中畸变的快速校正

利用面阵CCD测量不规则平面物体面积时,图像畸变对测量精度影响很大.按照常规方法对图像进行校正后再测量面积,则速度太慢.针对面积测量,介绍了两种快速校正方法,并进行了比较.通过实验,证明该方法具有校正速度快、测量精度高等特点.     

DMD芯片在光栅投影三维轮廓测量技术中的应用

光栅投影成像法经常用于物体的非接触形状测量和形变测量。通过莫尔相移法,可以实时获得物体表面的等高轮廓线。但是在测量高速运动物体三维轮廓图像时误差较大,因为相移法需要拍摄几张经过相移后的变形光栅。在加入了DMD芯片后,可以在CCD的一帧图像时间内完成所有的相移后变形光栅的图像拍摄,有效地降低了高速运动物体三维轮廓成像的误差。     

基于双面阵CCD的运动物体测速方法研究

针对交通工程中的测速要求,提出了一种基于双面阵CCD实现测量运动物体速度的方案,设计了测速系统的硬件平台,提出使用计算机控制两个面阵CCD对运动物体进行了动态图像检测、信号分析以及速度计算,并利用图像差分算法作为计时触发信号,提高了测速精度。通过对实验结果的分析证明文章所提出的方法行之有效。     

一种用线阵CCD测量物体表面三维轮廓的新方法

提出了一种用线阵CCD对物体三维轮廓进行测量的新方法,通过矩形光栅离焦投影,产生正弦光场,利用线阵CCD对物体进行扫描采样,采用三步相移技术进行相位解调,对物体三维轮廓进行测量,重点分析讨论了用线阵CCD对物体三维轮廓进行测量的原理和特性,并给出了试验简图及实际测量结果。     

基于隔行扫描奇偶场图像的动态物体三维面形测量

存基于傅里叶变换轮廓术(FTP)的动态物体三维面形测量中,选用隔行扫描CCD相机记录动态图像,由于其一帧中两场图像时间上的分离性,导致帧图像错位模糊,使测量误差增大甚至产生错误.针对这一问题,提出利用隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,各自直接利用FTP重建物体面形的新方法.理论分析得出单场图像与准确的满帧图像重建物体三维面形是完全相同的结论;仿真及实验结果都表明该方法的有效性.该方法既保持了原有准确帧图像的重建精度,又使整个测量系统的时间分辨率提高了1倍;实现简单快捷.     

线性CCD实验系统的研究

CCD（Charge Coupled DeviCe）越来越广泛被应用于工业、军事、民用等行业,采用CCD数据采集卡,和微机相结合,对被测图像信号进行快速采样、存储及数据处理。本实验系统研究主要从5个实验的研究,其中讲述了线阵CCD的特性测量的基本原理、线阵CCD的输出信号的二值化测量的原理及方法、线阵CCD的A/D数据采集、及成像系统的研究、线阵CCD对物体的尺寸的基本测量、对角度的测量等基础知识。最后通过总结性的研究线阵CCD的A/D数据采集程序的方法。     

应用激光数字散斑测量物体面内位移的研究

利用激光数字散斑原理搭建光路对物体面内位移进行测量,利用CCD接收毛玻璃移动前后的散斑图像,通过计算机数字图像处理得到干涉条纹并计算毛玻璃的面内位移。最后讨论对本系统测量的灵敏度,范围和精度进行了分析和讨论。     

基于面阵CCD的运动物体瞬时位置的研究

介绍一种应用到星座相对运动的跟踪上的基于面阵CCD图像传感器和计算机技术对运动物体的实时位置进行非接触测量的原理和方法。采用计算机控制面阵CCD捕获图像并进行处理,通过Visual C 语言实现图像的实时显示,并将得到的结果由串口输出到单片机控制步进电机进行跟踪。在系统中创新地通过采用多线程以及非阻塞通信处理技术,提高系统运行效率,实验证明该跟踪方法的有效性。     

汽车灯配光镜几何参数激光检测方法研究

本文提出自动检测汽车灯配光镜组合单元几何参数的测试方法,系统以线阵CCD作为探测器件,利用激光束的准直性,测量激光通过配光镜的棱镜后的偏转方位,或通过柱面镜折散开光束的宽度,确定出组成配光镜的棱镜顶角和柱面镜的关径,测量方法对于研究车灯配光性能,配光镜设计模型和对配光间模具修正,具指导意义。     

CCD的非线性响应特性对光束质量测量的影响及修正

在利用电荷耦合器件CCD对激光光束质量测量的过程中,通过对比不同的激光波长,分析了CCD的光电响应非线性特性对光束质量M2因子评价的影响。由于对未进行线性标定的CCD所测得的四种不同波长的激光器的光束束宽值相对比较大,这会对激光光束质量的测量精度带来影响,因此提出了一种新的基于面阵型光电探测器的光电响应标定方法。搭建基于CCD测量法的激光光束质量测量系统,建立高斯型激光光束的近远场传输模型,对激光束在传输方向上不同位置处的焦散廓形进行多次采样,利用统计学方法得到CCD的光电响应线性区间。仿真和实验结果表明:利用CCD光电响应特性的标定结果对图像进行非线性灰度修正,对比国际标准激光光束质量分析仪,所测得的激光光束质量M2因子更加准确且相对误差降低了2.36%。提出的方法可有效提高激光光束质量M2因子的测量精度,对于评价激光光束质量具有重要的应用价值。     

基于线阵CCD的线路方向测量系统的开发

该系统硬件设备采用长距离准直激光光源、CCD图像传感器、旋转编码器、系统终端PC等器件,利用线阵CCD测量技术、数据处理技术、多信息传感融合技术等高新技术,能够对铁路路轨区段(长度≤200m)轨道几何形状进行高精度检测,将线路轨向测量结果直接数字化显示,为线路设备维修提供可靠的测量数据,解决了既有方法测量精度差、效率低的问题,能满足铁路工务系统作业要求、提高作业质量。     

High Speed Laser 3D Measurement System

Using the method of line structure light produced by a laser diode, three dimensional profile measurement is deeply researched. A hardware circuit developed is used to get the center position of light section for the improvement of the measurement speed. A double CCD compensation technology is used to improve the measurement precision. An easy and effective calibration method of the least squares to fit the parameter of system structure is used to get the relative coordinate relationship of objects and images of light section in the directions of height and axis. Sensor scanning segment by segment and layer by layer makes the measurement range expand greatly.     

脚型三维曲面测量技术

提出了一种新的三维曲面测量方法,利用激光片光对脚进行光切,在脚的某一个截面上形成封闭光带,用3个CCD摄像机对截面光带成像,可一次获得脚的某一个截面的二维轮廓信息,再沿光切面的垂直方向步进测量,经CCD摄像机像面和光切平面之间的空间映射变换后可得到脚的整个三维曲面信息。     

基于CCD的脉冲激光器远场发散角工程化研究

简述了激光光束的基本参数及特性,并介绍了采用CCD进行激光发散角测量的基本原理和装置.用CCD测量光斑可以及时获得光斑的二维扫描结果.实际工程应用时常采用CCD来测量激光远场发散角.进一步介绍了使用CCD摄像法进行发散角测量所采用的系统软件设计,首次提出了采用图像处理的方法来捕捉脉冲激光光斑.     

强折射轴对称流场的干涉再现方法

利用光学方法测量气体状态参数的关键在于确定气体折射率场的变化。光线通过稳定的非均匀折射率场时发生偏折，并且在强折射对称场中会产生交叉，使得条纹位移量的判读困难。本文首先分析了光线在轴对称折射率场中的偏折效应，在此基础上，给出了一种利用成像透镜对强折射轴对称场中折射率的干涉再现方法。该方法与其它方法相比较能够精确地确定折射率ｎ（ｒ）的值。     

一种基于CCD的线路激光测量仪的研制

研制了一种基于电荷耦合器件(CCD)的线路激光测量仪.它利用激光的强方向性作为测量基准,激光束经CCD成像后,通过数据处理系统对激光光斑中心进行计算,从而可以测量出铁路钢轨在70 m弦长上任意位置处的高低和方位向偏差.与传统的弦绳测量法相比,此测量仪用激光束代替弦绳,用光电靶代替钢板尺,用数字显示代替人工读数,既解决了提速段钢轨参数的测量问题,又提高了测量精度和工作效率.

Abstract：

One track laser measuring instrument based on CCD is elaborated, which uses laser as strong directional measurement benchmarks. After the laser beam was imaged on CCD, the laser spot center would be calculated through the data processing system, so it is convenient to measure the deviation of the track in vertical and orientation directions within a 70 m chord length at an arbitrary position. Compared with the traditional rope chord measurement method, in this new method, a laser beam, a photoelectric target and a digital display are used to replace the string rope, the steel ruler and manual reading, respectively. This not only resolves the problem of measuring the parameters of a speed-raising rail, but also improves the measurement accuracy and working efficiency.     

固体激光远场瞬时光斑时空分布测量技术

基于漫透射CCD成像法原理,建立了固体激光瞬时光斑时空分布测量系统。开展了该测量方法的可行性验证实验,能够精确地获得激光远场光斑图像,并运用Matlab软件对测量数据进行处理,得到激光远场光斑半径、光束质量、质心位置、光轴抖动、光强分布以及平均功率密度等参数。实验结果表明:利用漫透射CCD成像法测量固体激光远场瞬时光斑时空分布是可行的,测试系统采集频率可达120 Hz。该方法具有高分辨率、高帧频、低成本、使用方便的突出优点,能同时实现激光强度分布和功率的测量,测量功率误差小于2%。     

CCD倾斜角度对激光衍射对刀精度的影响

激光衍射对刀是通过检测两个一级衍射条纹峰值点的间距来进行对刀间隙测量的一种方法。测量过程中众多工艺参数的调整会对测量结果的精度产生重要影响。由于CCD装夹误差的存在,CCD像面实际安装位置相对于系统理想光轴法平面不可避免地会发生倾斜,倾斜量的存在会导致检测结果不准确。为了研究CCD倾斜角度对衍射对刀精度的影响,建立了含有CCD倾斜角度的激光衍射光强模型和一级次极大峰值点间距误差计算模型,并提出了基于一级次极大峰值点间距的角度校正方法。通过实验确定了CCD像面最佳倾斜角度的工艺调整范围,为有效提高激光衍射对刀的精度提供了依据。