1 南昌航空大学 测试与光电工程学院，江西 南昌 330063
2 华东交通大学 机电与车辆工程学院，江西 南昌 330013
剪切散斑干涉是一种非接触式、全场高精度光学变形测量技术，由于环境等因素导致采集的散斑条纹图像存在大量随机噪声,进而影响测量精度。传统去噪方法在滤除噪声的同时，容易导致条纹边缘信息的丢失甚至破坏。针对该问题，本文提出基于正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法。该方法首先对相位条纹图进行正余弦变换获得两幅图像，其次对这两幅图像分别运用双调滤波方法进行去噪，最后将滤波后的两幅图像合并为最终的相位条纹图。实验结果表明：经本文方法滤波后的相位图散斑抑制指数为0.999，平均保持指数为2.995，证明该方法较传统去噪方法能更好地改善相位图质量，且能较大程度地保留相位条纹的细节及边缘信息。
剪切散斑 干涉 光学测量 去噪 双调滤波 shearography interference optical measurement denoise bitonic filtering
1 华东交通大学 机电与车辆工程学院，江西 南昌 330013
2 载运工具与装备教育部重点实验室（华东交通大学），江西 南昌 330013
3 华东交通大学 轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室，江西 南昌 330013
4 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
条纹投影轮廓术（Fringe Projection Profilometry, FPP）由于其非接触、测量精度高等特点被广泛应用于缺陷检测、逆向工程、计算机视觉等领域中。然而，传统的FPP单次测量只能获得有限景深范围内的被测物体的三维轮廓，无法完成视场范围内不同景深的多个被测物体的同时精确测量。文中在传统FPP系统的基础上增加两面反射镜和两个三棱镜，搭建了一种镜面辅助的FPP系统。所提出的方法能将摄像机不同景深范围内的被测物体转换到同一景深范围内，从而实现不同景深的多个被测物体的三维轮廓高精度测量。实验通过6层标准石膏阶梯模型验证了景深对三维轮廓测量结果的影响；同时分别采用传统FPP和提出的FPP系统对不同景深范围内两个标准乒乓球同时进行了轮廓测量，传统FPP测得的摄像机聚焦点处和未聚焦的乒乓球的拟合半径相对误差分别为2.9%、34.3%，而镜面辅助的FPP测得的相对误差分别为2.7%、5.3%。结果表明：文中提出的方法能补偿由于景深引起的误差，从而验证了该方法在不同景深物体三维测量中的可行性。
条纹投影 轮廓测量 不同景深 镜面辅助 fringe projection profile measurement different depth of fields mirror-assisted 红外与激光工程
2022, 51(11): 20220088
1 华东交通大学机电与车辆工程学院, 江西 南昌 330013
2 湖州师范学院工学院, 浙江 湖州 313000
数字图像相关方法(DIC)是一种非接触式全场光学测量方法,在许多领域已被用于物体表面位移和应变的测量。传统的DIC全场应变测量通常使用高精度逐点局部位移场最小二乘法,但该方法对于旋转物体的应变测量仍存在显著误差。为此,在传统DIC应变计算方法的基础上,引入变形前后的旋转矩阵,提出一种考虑旋转的局部位移场最小二乘应变计算方法。该方法能够补偿由旋转引起的应变误差,从而实现任意旋转角度下应变的高精度测量。在模拟实验中,分别对多种旋转角度下的同一应变以及同一旋转角度下的不同应变进行测量,由两种实验应变测量获得的均方根误差(RMSE)平均值相对传统DIC方法分别为由0.00498降低到0.00011以及由0.00703降低到0.00027,两种实验结果均证明所提方法能较大程度地提高旋转条件下的应变测量精度。
测量 数字图像相关方法 全场应变 旋转物体 光学学报
2020, 40(13): 1312005
