Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials, Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China
2 Shenzhen Key Laboratory of Intelligent Optical Measurement and Detection, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
A new electronic speckle pattern interferometry method is proposed to realize in situ deformation measurements. The feature of the method is the combination of a high-speed camera and multiple laser Doppler vibrometers (LDVs) for synchronous measurements. The high-speed camera is used to record and select effective interferograms, while the LDVs are used to measure the rigid body displacement caused by vibrations. A series of effective interferograms with known shifted phase values are obtained to calculate the deformation phase. The experimental results show that the method performs well in measuring static and dynamic deformations with high accuracy in vibrating environments.
speckle pattern interferometry laser Doppler vibrometers in situ deformation measurements Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011202
中国空间技术研究院北京卫星制造厂有限公司, 北京 100094
在不同解包裹算法中,最小费用流(MCF)解包裹法可以限制残差点误差远程扩散,并将误差优先限制在低相干区域,有利于保证高相干区域解包裹结果不受干扰,精度较高,但残差点数量较多时计算效率很低。为缩短解包裹时间,提出一种残差点预处理方法。该方法将残差点视作正负电荷,通过电场力,引导距离较近的异号残差点互相抵消,大幅减少残差点数量,从而提高解包裹计算效率。仿真数据和实验数据表明,残差点预处理对MCF解包裹精度影响很小,在残差点数量超过3000时可以大幅提高解包裹计算效率。
图像处理 电子散斑干涉 最小费用流 相位解包裹 残差点
北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
传统空间载波型数字散斑干涉技术(SC-DSPI)由于光路结构的限制,视场角很小,导致单次测量面积有限。提出一种大视角SC-DSPI光路,在传统SC-DSPI光路基础上增加4F光学系统进行图像传递,使得光路能够应用短焦镜头进行成像,以扩大测量视场角,从而实现大视场测量。实验结果表明,当测量距离为310 mm时,所提大视场SC-DSPI系统能够实现直径为180 mm物体的全场变形测量,且所得到的相位图质量高,测量效果良好。
测量 数字散斑干涉 空间载波 数字全息干涉 4F光学系统 大视场 变形测量
沈阳航空航天大学 工程训练中心, 沈阳 110136
为了改进传统多尺度变换滤波在电子散斑干涉(ESPI)条纹图中去噪效果和边缘细节保护不理想问题, 提出改进非下采样轮廓波(NSCT)滤波算法。采用离散平稳小波变换和NSCT变换模型, 联合非线性扩散和改进的快速非局部均值滤波算法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了将本文中算法应用于模拟和实验ESPI条纹图滤波效果定量分析的数据。结果表明, 本文中的算法在模拟ESPI条纹图和实验图相比其它算法散斑指数最小分别为0.41121, 0.38043, 0.35362, 对应峰值信噪比最大; 该算法在提升去噪能力的同时, 能够更好地恢复条纹细节信息。研究结果为以后应用多尺度变换滤波在ESPI条纹图打下了基础。
图像处理 电子散斑干涉技术 多尺度变换 非下采样轮廓波 快速非局部均值滤波 image processing electronic speckle pattern interferometry multi-scale transformation nonsubsampled contourlet transform fast nonlocal mean filtering
1 天津大学 精密测试技术与仪器国家重点实验室,天津 300072
2 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100101
3 奥克兰大学 机械工程系, 美国密歇根州罗彻斯特 48309
针对数字散斑干涉(Digital Speckle Pattern Interferometry, DSPI)测量中散斑噪声干扰会导致相位提取困难、测量灵敏度降低的问题, 提出基于能量的DSPI相位图正余弦滤波法, 克服传统滤波方法不具有自适应性的不足, 提高了相位图质量。该方法根据正交小波包能量估算DSPI相位图中的噪声能量; 对相位图分别进行正余弦变换, 采用均值法平滑处理; 利用噪声能量设定滤波阈值, 实现相位图有效滤波, 文中将噪声能量与正余弦滤波结合可以自适应地进行降噪处理, 利用能量控制图像滤波效果。仿真和实验结果表明, 基于能量的正余弦滤波法较传统方法可以减少50%的循环次数。证明了本文提出的方法能够有效地对数字散斑干涉相位图进行滤波, 提高信噪比。
数字散斑干涉技术 相位图 正余弦滤波 噪声能量 Digital Speckle Pattern Interferometry(DSPI) phase map sine-cosine filtering noise energy
合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
针对目前光滑表面力学性能测试困难的情况, 建立了一种改进的数字激光散斑干涉测量系统。首先通过新的散斑干涉光路设计实现散斑照射, 同时采用空间载波傅里叶变换法, 对光滑零件加载变形的动态散斑干涉图像进行处理, 最后得到光滑表面的变形场分布情况。该方法不对被测表面进行任何处理, 可实现光滑表面的高精度全场变形测量。实验结果表明: 最大变形处为镜面板的中央, 测得最大变形量分别为1936、1861和1797 μm, 与中心变形预设值接近。该方法光路简单、测量方案切实可行, 能够实现光滑表面变形的快速动态测量。
光滑表面 数字散斑干涉技术 傅里叶变换法 毛玻璃 变形测量 smooth surface digital speckle pattern interferometry Fourier transform method frosted glass deformation measurement