光栅投影三维形貌测量低通滤波器的设计

分析在光栅投影三维形貌测量中,用于对变形光栅像解调的低通滤波器的性能。分别设计了脉冲响应为9点的FIR低通滤波器和IIR4阶Butterworth低通滤波器。处理1×512大小的光栅图像,FIR滤波器需要16128次加法和2304次乘法,位相测量平均误差为0.0356rad;4阶Butterworth滤波器只需4096次加法和4096次乘法,位相测量平均误差为0.0043rad。仿真试验结果表明,IIR的Butterworth低通滤波器具有更高的测量精度和计算速度。     

基于投影光栅的大型三维曲面轮廓测量技术

本文提出一种基于投影光栅的傅里叶变换轮廓法来实现大型三维曲面表面轮廓非接触测量的新方法，并讨论了滤波器的设计和傅里叶变换轮廓法的最大测量范围。最后给出了测量结果。     

采用光栅投影的三维测量方法

提出一种新的三维坐标测量方法,该方法基于光栅投影、相移和三角测量等测量方法。与传统的光学测量方法不同,测量系统采用两个CCD相机记录投影光栅,减小了测量误差,提高了测量精度。测量实验结果在各个坐标上的精度分别为?靘,?靘,?8.5靘,总体精度优于20靘,证明了该方法的先进性和可行性。     

光学三维测量中结构光栅投影系统的开发

为解决结构光三维测量系统中的光栅投影质量问题,提出并实现了以物理光栅为核心的结构光栅投影系统。该系统以现代光栅制造技术制造的精密光栅元件为核心,基于幻灯投影原理实现高质量的光栅条纹投影,利用步进电机带动高精密滚轴丝杆进行平移实现投影光栅的切换。实验结果表明,基于该系统实现的光学三维测量系统的可以达到1：100以上的对比度,具有较大的光强和良好的景深,同时能获得连续的强度分布及较好的正弦性,测量误差小于0．04mm,测量精度约为0．03mm,满足工业应用的要求。     

光栅投影式三维摄影测量仪的几何标定方法

光栅投影式三维摄影测量仪利用了时域结构光投影技术和立体视觉测量原理获得三维点坐标。针对传统标定方法易受镜头畸变影响和标定约束方程少导致精度下降的问题,采用了非线性的摄像机和投影机模型,并提出了二维的投影机模型;使用多平面法标定了系统测量所需的摄像机和投影机几何参数;为进一步提高参数精度,采用Levenberg-Marquardt算法优化了摄像机和投影机模型。实验结果表明,该方法操作简单,无需精确的位置和姿态调整,标定的绝对精度为0.2pixel,相对精度为1/5000。     

刀具磨损检测方法探究

无论是工业应用中还是生活中,五金磨损检测的意义均是十分重要。尤其是刀具的磨损检测,有利于验证刀具使用情况。文章阐述了刀具切削过程中磨损机理,提出了刀具磨损检测的各种方法。     

陶瓷刀具的磨损机理

使用陶瓷刀具进行了连续切削试验，试件材料为ＡＩＳＩ１０４０钢，切速范围从５ｍ／ｓ到１１ｍ／ｓ，对前、后刀面的磨损机理进行了研究。结果表明亚微细粒的氧化锆韧化氧化铝组织有最高的耐磨性。而掺入了碳化钛（ＴｉＣ）、氮化钛（ＴｉＮ）和氧化铬（ＺｒＯ２）的氧化铝组织相比之下耐磨性要低一些。化学稳定性低似乎是碳化硅晶须强化的氧化铝、氮化硅和碳化钨类陶瓷性能不良的原因。     

虚拟光栅变频投影三维测量技术的研究

虚拟光栅变频投影三维测量技术采用多光束干涉条纹形成虚拟余弦光栅,将虚拟余弦光栅投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形虚拟光栅。通过调整多光束干涉的楔角改变虚拟光栅频率,将两幅不同频率的变形虚拟光栅经过光学接收系统成像在CCD像机上,对CCD像机记录的变频变形光栅图像进行综合处理从而获取被测物体的三位形貌。本文给出了这种测量技术的原理,实验结果表明,采用变频虚拟光栅投影三维形貌测量技术可以有效地解决三维测量中被测物体高度变化率过大引起相位展开困难的问题。     

采用双频光栅投影的快速傅里叶变换轮廓术

傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术：从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效波长的两组截断相位,先展开对应于低频的低精度截断相位,并以此为参考,根据双频光栅两个频率之间的关系,展开对应于高频的高精度相位。经过模拟比较,在误差范围内比传统方法恢复的图形有了较大的改善,相对误差率由2．26％下降到1．79％。     

高速在线检测宽幅面彩色感光胶片质量

为降低线阵CCD拼接测量难度,提出改进的多光学系统线阵CCD拼接测量法。根据检测幅宽和精度要求,将较宽的被测幅面分成若干区域。各区域放置独立可调的光学成像系统及线阵CCD。调整各光学系统,使总成像范围覆盖整个被测幅面。几个线阵CCD同步驱动并行采集。图像信号通过PCI高速数据采集系统送入计算机。为提高判别速度,采用多尺度灰度形态学方法实现快速图像增强和缺陷判别,每秒钟可处理20幅2048像素200像素的8bit灰度图像。实验表明,可实现8个线阵CCD拼接检测幅面宽1.2m彩色感光胶片的表面质量,检测速度最高可达90m/min,可识别直径在0.1mm以上的缺陷,准确率在96%以上。     

基于视觉单词和语义映射的色情图像检测算法

针对传统类型的色情图像检测方法误检率高的问题,提出了一种基于多层视觉单词的检测方法.该方法首先对色情场景的各种视觉元素建立视觉单词,然后通过这些视觉单词建立更高层的编码,包括视觉词组和兴趣区域类别,从而实现对图像不同形态级别的描述与分析.图像的识别特征由相应的编码直方图组成,并将特征映射到一个低维空间中,使图像间的语义距离与空间距离相协调.该方法在各种图像测试中都表现出出色的性能,例如在人物类图像测试中,误检率比传统方法降低了40%.实验结果证明,多层单词体系能够更高效地分析色情图像等复杂场景.     

CMOS/CCD矩阵改进投影仪系统

机械工业中准确度高的微小零件采用投影仪进行测量，传统投影仪受瞄准、计算等人的因素影响引入误差，测量准确度受到影响，本文通过对投影仪测量光路和准确度分析，对CMOS／CCD光电成像原理进行分析。采用CMOS／CCD矩阵成像技术改进传统投影仪，并对改进后投影仪原理、参数进行了分析对比，对改造后的光路、性能、与计算机的接口、数控技术连接和经济性能等技术参数与传统投影仪进行对比，从中可以看出其改进后的优越性。     

基于图像处理的印刷缺陷在线检测系统研究

介绍了基于图像处理的印刷缺陷在线检测系统的结构和工作原理,探讨了系统中的几个关键技术,对如何满足系统对实时性的要求,提出了一些新思路.实际的检测过程表明这些方法是行之有效的,基本满足了系统设计的要求.     

Liquid-crystal projection image depixelization by spatial phase scrambling

A technique that removes the pixel structure by scrambling the relative phases among multiple spatial spectra is described. Because of the pixel structure of the liquid-crystal-display (LCD) panel, multiple spectra are generated at the Fourier-spectrum plane (usually at the back focal plane of the imaging lens). A transparent phase mask is placed at the Fourier-spectrum plane such that each spectral order is modulated by one of the subareas of the phase mask, and the phase delay resulting from each pair of subareas is longer than the coherent length of the light source, which is approximately 1 μm for the wideband white light sources used in most of LCD's. Such a phase-scrambling technique eliminates the coherence between different spectral orders; therefore, the reconstructed images from the multiple spectra will superimpose incoherently, and the pixel structure will not be observed in the projection image.     

改进的直线拟合线阵CCD图像边缘检测方法

为了检测经过光学系统成像所得图像的边缘,在直线拟合方法的基础上提出了一种新的边缘检测方法。该方法综合考虑边缘过渡区间所有点的信息,利用直线拟合方法求出一组可能的边缘值,再选择它们的中值作为最终的边缘值。基于该方法的采集系统由线阵 CCD 采集边缘的灰度图像,使用单片机来处理数据,并计算出边缘的位置。实验结果表明,这种改进方法的重复性误差为 0.89 个像素,而且能够在 0.039s 内完成一次边缘检测计算。     

图像处理在密封条尺寸测量中的应用研究

通过工业摄像机获取密封条的图像,采用数字图像处理技术对图像进行分析处理和分析,实时提取密封条的几何特征,即密封条的宽度或厚度,可实现密封条的在线实时测量。但其测量精度会受一些条件的影响,如光线环境、图像采集设备的分辨率以及各种干扰等。文章讨论了密封条在线检测中的图像处理问题,对实现密待条的在线实时检测提供可能。     

样本块匹配光栅投影阶梯标定方法

针对直接三角法为模型的光栅投影测量技术标定过程需要前后移动参考平板以获取标定平面的方法,提出一种改进的阶梯标定方法。该方法使用一个固定阶梯面作为标定板,将数字光栅投影到阶梯面后,再通过图像延拓的方法获得不同位置的参考平面条纹图,以获取标定平面,无需移动标定板即可实现标定过程,简化标定步骤和标定系统。实验结果表明:使用样本块匹配方法延拓获得的光栅条纹图边界衔接效果很好,视场均匀,延拓效果好;使用阶梯标定方法进行实际测量并获得三维结果,证明其实用可行。采用该方法克服传统标定方法需要移动参考平面的局限性,简化系统标定步骤,无需标定板移动装置,减少标定采集图像数量,扩大适用范围。     

宽幅胶片弊病在线检测系统的研制

研制了一种基于CCD成像和数字图像处理技术的宽幅胶片弊病在线检测系统.在红外光源提供均匀照明的条件下,采用两台高分辨率线阵CCD摄像机对运转速度为90 m/min、宽幅为1300 mm的胶片实时成像,利用简化了的平滑去噪和边缘检测算法进行处理,并通过双阈值判据及时发现弊病,保存弊病位置信息和弊病图像.系统检测能力为横向80 μm,纵向500 μm,能够检测出各种典型的弊病.     

Application of generalized grating imaging to pattern projection in three-dimensional profilometry

The theory of generalized grating imaging for a one-dimensional grating is applied to a pattern projection system in pattern projection profilometry. Contrast of the projected grating image is calculated under various conditions. The results help to determine the conditions suitable for obtaining high contrast grating images in a large space. Although the gratings required for the profilometry are hexagonal, the theory for two-dimensional gratings is prohibitively complex. Therefore, the projection system was designed using the one-dimensional theory. The projection system using two-dimensional hexagonal gratings was constructed and experiments were done with it. The result agrees approximately with the theoretical calculations for one-dimensional gratings. This suggests that the one-dimensional theory may be used for estimating the approximated behavior for hexagonal gratings for use in pattern projection profilometry. Some discussions are given for the application of the projection system for profiling the mannequin or human body.