红外与激光工程
2023, 52(5): 20220825
1 中电科技集团重庆声光电有限公司, 重庆 401332
2 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
3 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
温度测量在航空航天、公共安全、智能制造及智能家居等方面具有重要意义。基于超声波原理的测温技术是近年来发展起来的一种新型温度测量方式, 超声波测温技术具有非接触式, 温度测量范围广, 响应速度快和测量准确度高等特点, 在航空发动机、微波干燥等领域表现出了良好性能。该文面向三维球体空间温度场测量的需求背景, 基于超声波飞行速度与介质温度相关原理, 采用收发同体式超声波换能器, 设计了针对二维圆形平面的8换能器结构和针对三维球体空间的26换能器结构, 提出了分时轮训超声波换能器接收控制策略, 建立了基于径向基函数的空间温度重构算法, 并基于Matlab平台对测温方法进行仿真。仿真结果表明, 对于构建的对角偏斜和中心对称二维圆形平面温度场模型, 以及中心对称三维球体温度场模型均具有良好的重建效果, 同时在超声飞行时间的测量中还叠加了标准差分别为0.02%、0.03%和0.05%的三类高斯白噪声, 进一步验证了该文提出的对射式超声波温度场测量方法具有较好的鲁棒性。
超声换能器 温度测量 三维 球体 高斯白噪声 ultrasonic transducer temperature measurement three dimension sphere Gaussian white noise
1 四川大学计算机学院, 四川 成都 610065
2 四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室, 四川 成都 610065
设计由两个红外相机和一个紧凑散斑结构光投射器构成的三维人脸采集系统,可根据采集精度和运算效率的折衷配置采集散斑图像。散斑模板固定在垂直于投射器光轴的齿轮上,使用齿轮机构驱动散斑模板作旋转运动,使用波长为735 nm的LED照亮散斑,在测量空间中形成时间和空间上互不相关的散斑编码结构光图案,采用时空相关立体匹配算法实现人脸三维重建。通过理论分析和实验验证散斑模板的旋转角度对测量精度的影响,进而确定最佳的旋转角度。采用德国ATOS高精度工业3D扫描仪获取人脸面具三维数据并将其作为真值,同时测试真实人脸的三维采集效果。实验结果表明,当投射散斑数量为5时,三维重建的平均误差为0.063 mm,误差标准差为0.111 mm。
机器视觉 双目立体视觉 散斑编码结构光 时空相关 三维人脸重建 激光与光电子学进展
2021, 58(4): 0415019
1 同济大学测绘与地理信息学院, 上海 200092
2 城市空间信息工程北京市重点实验室, 北京 100038
3 自然资源部现代工程测量重点实验室, 上海 200092
4 广州市城市规划勘测设计研究院, 广东 广州 510060
针对单一点云数据在古遗迹数据存档和模型重建过程中存在数据缺失的问题,以柬埔寨吴哥女王宫遗址为例,提出一套完整和高效的数字化记录与重建方案。通过结合地基激光雷达点云与无人机影像视觉点云,可以解决模型重建过程中激光与视觉点云的配准和融合以及模型构建与修补等关键问题,从而获得目标对象的三维模型。在此基础上,进一步提出的模型应用成果场景漫游动画和平立剖面图,能够更好地为吴哥女王宫保护、修复和研究提供静态和动态数据基础。所提方案能够为古遗迹保护过程中的数据采集、数字化存档、数据分析、场景展示和遗迹修复等多方面提供数据基础与技术参考,进一步推动激光雷达在该领域中的应用。
遥感 激光雷达 激光与视觉点云 点云配准与融合 三维重建 遗址古迹 中国激光
2020, 47(11): 1110001
1 陆军装甲兵学院信息通信系, 北京 100072
2 中国人民解放军75773部队, 广东 珠海 519000
为了提高由有效视角图像切片嵌合(EPISM)方法获得的全息体视图再现像的质量,分析传统EPISM方法生成合成视差图像过程中的拼接错误,提出多参考面的EPISM方法。理论分析表明三维物体与算法参考面或者光轴重合部分的合成视差图像不存在误差,距离算法参考面或者光轴越远,合成视差图像的误差越大。减小采样相机的间隔可以在一定程度上减小误差。为了进一步改善EPISM方法,将传统EPISM方法的单个算法参考面拓展成多个,对生成的多组合成视差图像进行重新组合,最终得到更小误差的合成视差图像。仿真和光学实验结果表明,使用多参考面的EPISM方法可以有效提高全息体视图的成像质量。
全息 全息体视图 三维成像 全息打印 立体显示
1 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新 123000
2 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 100048
以卫星立体影像数据和倾斜摄影数据为数据源,以资源三号卫星获取的湖南省遥感影像为例,基于瓦片金字塔模型,实现了不同分辨率的多类型数据的融合,建立了地形与纹理一体化表达的真三维模型。自主研发了ItelliEarth软件,以实现基于海量地形数据的三维场景下数据模型的可视化。研究结果表明,所提方法建立的真三维模型符合相关规范要求,为实现大尺度空间真三维模型的构建提供了有效途径。
遥感 真三维 资源三号 倾斜摄影测量 瓦片金字塔模型 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 042802
本文研究了优势眼在自由立体显示中的影响。本实验选取25位右视眼大学生和25位左视眼大学生作为观看者，他们都对新技术比较感兴趣，志愿参加体验观看光栅3D显示器并且经过了相应的锻炼。实验中让观看者左右移动自然观看光栅3D显示器播放的立体视频，并实时记录主观感受以及相应位置，同时使用指南针测量记录双眼与显示器平面所成角度，获得的数据用于分析优势眼在光栅3D显示中的影响，分析结果表明优势眼先经过跳变区域的观看者感受到跳变明显，不同优势眼观看者在观看区域内同一位置观看的主观感受以及观看角度存在差异，且越靠近边缘越明显。本文所分析的优势眼对观看者观看立体显示存在的影响为自由立体显示器的进一步发展提供参考。
光栅3D显示器 优势眼 跳变区域 观看角度 three-dimension lenticular display dominant eye transition area viewing angle
1 华北理工大学电气工程学院, 河北 唐山 063210
2 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
采用平行因子分析(PARAFAC)和交替残差三线性(ART)算法,对石油类污染物进行测量与识别,重点对比分析了两种算法对油种鉴别的差异。在实验中,将以CCl4为溶剂的95号汽油、0号柴油与普通煤油溶液作为研究对象,以不同浓度的石油类物质混合液作为实验样本,利用F-7000荧光分光光度计对样本进行检测,以得到各样本的三维荧光数据。测量样本的组分数估计值预设为3时,采用PARAFAC算法得到的柴油、汽油和煤油样品的回收率分别为(95.60±3.60)%、(94.67±3.66)%和(95.49±4.49)%;ART算法无需预设组分数,其测量得到的柴油、汽油和煤油样本的回收率分别为(96.58±2.17)%、 (95.17±9.17)%和(95.90±8.90)%。结果表明:两种算法都可用于三组分石油类污染物的识别与测量,均能得到较高的回收率;ART算法因无需预先设定组分数而更具优势。
光谱学 三维荧光光谱 石油类污染物 平行因子分析 交替残差三线性 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 013004
