采用对数极坐标变换的散斑相关角位移测量法

马凯; 于之靖; 王志军; 吴军

doi:doi:10.3788/LOP55.031201

激光与光电子学进展, 2018, 55 (3): 031201, 网络出版: 2018-09-10

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Speckle Correlation Method for Angular Displacement Measurement by Using Log-Polar Transformation

马凯于之靖王志军吴军 ^*

作者单位

中国民航大学航空工程学院, 天津 300300

图 & 表

图 1. 对数极坐标变换示意图

Fig. 1. Schematic of log-polar transformation

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图 2. 散斑相关法原理示意图

Fig. 2. Schematic of speckle correlation method

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图 3. 亚像素测量示意图

Fig. 3. Schematic of sub-pixel measurement

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图 4. (a)散斑图像;(b)对数极坐标变换后散斑图像

Fig. 4. (a) Speckle image; (b) speckle image after log-polar transformation

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图 5. 模拟实验相关系数。(a) Cmax;(b) Cdif

Fig. 5. Correlation coefficient of simulation experiments. (a) Cmax; (b) Cdif

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图 6. 角位移为20°时所得处理结果。(a)传统散斑法;(b)所提方法

Fig. 6. Results with angular displacement of 20°. (a) Traditional s'peckle method; (b) proposed method

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图 7. 模拟实验测量结果。(a)均值误差;(b)标准差

Fig. 7. Results of simulation experiments. (a) Mean error; (b) standard deviation

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图 8. 实验装置

Fig. 8. Experimental setup

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图 9. 实物实验相关系数。(a) Cmax;(b) Cdif

Fig. 9. Correlation coefficient of physical experiments. (a) Cmax; (b) Cdif

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图 10. 实物实验测量结果。(a)均值误差;(b)标准差

Fig. 10. Results of physical experiments. (a) Mean error; (b) standard deviation

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马凯, 于之靖, 王志军, 吴军. 采用对数极坐标变换的散斑相关角位移测量法[J]. 激光与光电子学进展, 2018, 55(3): 031201. Kai Ma, Zhijing Yu, Zhijun Wang, Jun Wu. Speckle Correlation Method for Angular Displacement Measurement by Using Log-Polar Transformation[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2018, 55(3): 031201.

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图 1. 对数极坐标变换示意图

Fig. 1. Schematic of log-polar transformation

图 2. 散斑相关法原理示意图

Fig. 2. Schematic of speckle correlation method

图 3. 亚像素测量示意图

Fig. 3. Schematic of sub-pixel measurement

图 4. (a)散斑图像;(b)对数极坐标变换后散斑图像

Fig. 4. (a) Speckle image; (b) speckle image after log-polar transformation

图 5. 模拟实验相关系数。(a) Cmax;(b) Cdif

Fig. 5. Correlation coefficient of simulation experiments. (a) Cmax; (b) Cdif

图 6. 角位移为20°时所得处理结果。(a)传统散斑法;(b)所提方法

Fig. 6. Results with angular displacement of 20°. (a) Traditional s'peckle method; (b) proposed method

图 7. 模拟实验测量结果。(a)均值误差;(b)标准差

Fig. 7. Results of simulation experiments. (a) Mean error; (b) standard deviation

图 8. 实验装置

Fig. 8. Experimental setup

图 9. 实物实验相关系数。(a) Cmax;(b) Cdif

Fig. 9. Correlation coefficient of physical experiments. (a) Cmax; (b) Cdif

图 10. 实物实验测量结果。(a)均值误差;(b)标准差

Fig. 10. Results of physical experiments. (a) Mean error; (b) standard deviation

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Fig. 3. Schematic of sub-pixel measurement

图 4. (a)散斑图像;(b)对数极坐标变换后散斑图像

Fig. 4. (a) Speckle image; (b) speckle image after log-polar transformation

图 5. 模拟实验相关系数。(a) Cmax;(b) Cdif

Fig. 5. Correlation coefficient of simulation experiments. (a) Cmax; (b) Cdif

图 6. 角位移为20°时所得处理结果。(a)传统散斑法;(b)所提方法

Fig. 6. Results with angular displacement of 20°. (a) Traditional s'peckle method; (b) proposed method

图 7. 模拟实验测量结果。(a)均值误差;(b)标准差

Fig. 7. Results of simulation experiments. (a) Mean error; (b) standard deviation

图 8. 实验装置

Fig. 8. Experimental setup

图 9. 实物实验相关系数。(a) Cmax;(b) Cdif

Fig. 9. Correlation coefficient of physical experiments. (a) Cmax; (b) Cdif

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