光谱共焦位移测量系统具有精度高、质量轻、体积小和灵敏高等优点, 可以实现在各种极端情况下的微位移测量。在光谱共焦测量系统中色散透镜组的色散特性决定了整个测量系统的性能。对色散透镜组的测量需求进行了分析, 提出了详细的设计指标, 基于折射、衍射两种方法对透镜组进行了设计和优化, 给出了设计结果。色散透镜组的色散范围为2.2mm, 光谱范围为500~700nm, 线性度较好。利用分辨率为0.5nm的光谱仪接收光谱信息, 理论上精度优于2μm。
光谱共焦 微位移测量 衍射光学元件 色散透镜设计 chromatic confocal micro displacement measurement diffractive optical elements lens design
北京信息科技大学 光电信息与通信工程学院, 北京 100192
为实现小型化、非接触式、快速高精度的位移测量, 设计并搭建了基于光学彩色共焦原理的位移测量系统。系统中数据拟合采用的方法是, 对光谱响应函数极值周围的数据进行高斯叠加拟合, 以获得光谱响应曲线的峰值, 从而得到峰值所对应的波长。经过实验验证, 系统的测量范围为2mm, 测量精度可以达到10μm, 线性度为3.4%, 光谱响应的半高宽(FWHM)为49nm。因此能够满足一定精度的位移测量需求。
光学测量 位移测量 彩色共焦 光谱编码 optical measurement displacement measurement chromatic confocal chromatic codification
北京信息科技大学 光电信息与通信工程学院, 北京 100192
根据多频外差原理推导了三频光栅条纹解包裹的过程, 获取了光栅条纹的绝对相位值。同时, 为了减小误差, 提高测量精度, 提出了一种相位修正的方法, 比较了相位修正前后的相位图, 表明该方法能够非常有效地去除相位误差。通过将修正后的绝对相位值作为匹配的一个特征量, 利用机器视觉中双目立体视觉的方法求取物体的三维特征。实验证实了该方法的可行性, 并得到良好的测量结果。
相位测量 多频外差 相位解包裹 光学测量 phase-shifting multi-frequency interferometry phase unwrapping optical measurement
1 沈阳师范大学 物理科学与技术学院,沈阳 110034
2 北京邮电大学 电子工程学院,北京 100876
3 北京信息科技大学 光电信息与通信工程学院,北京 100085
提出了一种目标点全视场自动定位方法,该方法利用回光反射标志点的强反射特性和目标点特征,采用粗精两级定位自动获取目标点中心.实际操作中只需预先设定相关的阈值参量,可快速获取图像中的所有目标点的图像坐标,极大地提高了视觉测量的效率和自动化程度.对于3 008×2 000 pixel大小、包含约140个目标点的RGB图像,利用该方法定位所有目标点的用时为14.9″,定位准确度为1/10 pixel.
视觉测量 粗精定位 阈值参量 回光反射标志 图像特征 Vision measurement Coarse and fine location Threshold parameters Retro-reflective targets Image features
1 北京信息科技大学 光电信息与通信工程学院,北京 100192
2 中国计量科学研究院 长度计量科学与精密机械测量技术研究所,北京 100013
图像测量系统中,已有的调焦评价函数当被测工件图像中边缘在高度上不共面时将无法正确调焦定位。研究了一种基于特征边缘跟踪的调焦评价方法,首先确定测量图像中被测边缘,进行跟踪获得边缘点,对每个边缘点在边缘方向上一定范围内进行梯度平方和运算,所有被测边缘点的值求和作为调焦评价值,达到极大值时认为该边缘正焦。采用透射式照明图像测量系统对一种图像中边缘在高度方向上不共面的工件进行了调焦实验,结果表明,该调焦方法能够对图像中各边缘在高度上不共面时对被测边缘对焦。
自动调焦 调焦评价 边缘跟踪 图像测量 auto-focusing focus evaluation edge tracking image measurement
北京机械工业学院 电子信息工程系，北京 100085
提出了一种基于直线特征的求解摄像机内外方位参数的方法。首先利用径向平行约束RAC求解大部分的外方位参数，包括旋转矩阵R、平移分量tx和ty，然后再引入畸变模型求解内方位参数以及平移分量tz。该方法的特点是采用共面点标定物，利用直线特征约束进行标定，标定内外方位参数只需要一副图像就可以完成。实验结果表明，该方法是一种精度较高的、简单实用的摄像机标定方法。
近景摄影测量 摄像机标定 点中心提取 close-range photogrammetry camera calibration point center distill
1 北京邮电大学 电子工程学院，北京 100876
2 北京机械工业学院，北京 100085
提出了一种新的基于视场边缘距离相对约束条件的摄像机标定方法，并用于大尺寸测量中摄像机的标定，该方法在标定摄像机内外方位参数的同时也完成了成像畸变的校正，将标定结果用于测量，在4×4×1m3的测量视场内，其相对精度达到1／2000，与传统标定方法相比，该标定方法灵活性高，更加适用于测量视场较大的情况。
摄像机标定 视觉测量 畸变参数 camera calibration videogrammetry distortion parameters
北京机械工业学院,电子信息工程系,北京,100085
数字近场摄影测量中计算靶点中心方法有多种.通过实验对二值法、周长平均法、灰度平方法、灰度法等四种求靶点中心的计算方法进行评价比较,结果表明采用二值法可使产生的误差最小也最稳定,其它由优至次依次为周长平均法、灰度平方法、灰度法.
摄影测量 靶点 靶点中心
