Metal parts with highly dynamic areas often appear in industrial production measurements. However, if the traditional fringe projection technique is used to project fringe onto the surface of these metal parts, the light energy will be excessively concentrated and the image will be saturated, resulting thus in the loss of fringe information. To effectively address the high reflectivity problem of the object under test in fringe projection, background normalized Fourier transform contouring was combined with adaptive fringe projection in this work and a new method for performing highly dynamic 3D measurements was proposed. To reduce the number of the acquired images by the camera, a monochromatic fringe of different frequencies was put into the RGB channel to make color composite fringe, and then a color camera was used to acquire the deformed color composite fringe map. The images acquired by the color camera were then separated into three channels to obtain three deformed stripe maps. The crosstalk was also removed from these three images, and the 3D shape of the object was reconstructed by carrying out Fourier transform contouring with background normalization. From our experiments, it was demonstrated that the root mean square error of the proposed method can reach 0.191 mm, whereas, unlike the traditional methods, the developed method requires four images.

条纹投影轮廓术以其高速、高精度的优点在机械零件自动在线检测、汽车制造、文化遗产保护等领域得到了广泛的应用。然而，传统的条纹投影采用单一曝光时间或单一投影强度来测量高动态范围的物体，在反射率较大的区域会发生过度曝光，超过相机传感器的最大亮度范围，导致无法获得真实的强度和准确的三维数据。为解决此问题，利用彩色相机对单色条纹投影的不同颜色通道响应，提出了一种基于单色条纹投影的高动态范围物体表面三维测量方法。该方法投影蓝色条纹图到被测物体表面，彩色相机从另一个视角采集彩色条纹图像。从采集的彩色条纹图像中分离蓝绿通道对应的两个条纹图像。从蓝绿通道条纹图像中选择不饱和且调制度最大的一组像素生成蓝绿通道的掩膜图像，利用蓝绿通道的掩膜图像和蓝绿通道条纹图像合成高动态图像。然后应用相位解算方法和系统标定，实现高动态范围物体表面形貌的三维测量。实验验证了该方法的有效性。所提方法一方面减少了投影图像的数量，避免了复杂的计算问题，提高了测量效率；另一方面，不需要额外的硬件设施。

由于兼具光谱分辨和空间分辨能力, 快照式窄带多光谱成像在资源遥感、 精准农业、 医疗检测等领域将有广泛应用。 由于该方法使用窄带成像来提高光谱分辨率及图像对比度, 所获得的图像是灰度信息, 失去了场景的色彩信息, 不便专家对图像鉴别、 评价与赏析。 已有的色彩还原算法主要针对光谱波段带宽较宽或者多个波段叠加基本覆盖整个可见光谱范围等两种光谱成像仪, 不适合窄带多光谱成像方法的色彩还原。 该研究适合于快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法, 提出建立窄带多光谱彩色相机的概念。 首先, 提出两种窄带多光谱色彩还原方法: (1)基于CIE色度系统三刺激值色的, (2)基于贝尔阵列插值算法的; 其次, 分别应用两种算法还原快照式窄带多光谱相机所获得的植物、 手臂及宫颈组织等三种代表性场景窄带多光谱灰度图像; 之后, 计算并比较表征两种算法所得的代表性场景彩色图像的均值、 方差、 熵及梯度等表征图像质量的参数数值, 确定出适合快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法; 最后, 对所确定的色彩还原算法进行色偏校正。 实验结果表明, 基于CIE三刺激值色彩还原方法比贝尔阵列插值法更适用于窄带多光谱成像颜色复原。 配合使用CIE三刺激值色彩还原方法及灰度图象校正算法, 从窄带光谱成像所获得的植物、 手臂皮肤及宫颈组织的灰度图像所还原出的近彩色图像逼近物体真实色彩, 满足人眼观察习惯。 介绍了仅覆盖可见光光谱范围30%的窄带多光谱图像进行色彩还原的方法, 该方法证明快照式窄带多光谱成像可以兼具光谱分辨能力, 同时保持可供人主观辨识的色彩信息。 所提出实现快照式窄带多光谱彩色成像的方法, 有望设计不同于传统RGB相机的彩色相机实施方案。

基于McKenna燃烧器的平面火焰携带流燃烧器系统的燃烧环境，采用彩色相机测温系统对运动中的燃煤颗粒进行拍摄。彩色相机测温系统经过黑体炉进行温度测量标定后，利用其r、g波段的响应，采用双色法对燃煤颗粒的温度进行测量。测温系统的标定采用基于BP神经网络训练的方法进行，通过对蜡烛燃烧火焰的拍摄，将得到的颗粒温度与热电偶数据进行对比，验证了测温系统的可靠性。实验研究了燃烧器出口不同距离处燃煤颗粒的温度信息，结果表明，燃煤颗粒温度随颗粒到喷嘴出口距离的变化整体呈先上升后下降趋势。该结果为研究煤粉燃烧过程及着火机理提供了参考。