哈尔滨理工大学机械动力工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
针对大尺寸三维形貌测量中高覆盖率与高精度的要求,提出了一种兼顾测量覆盖率和三维不确定度的智能组网规划方法。结合视觉测量要求,建立了视觉测量网络的离散化几何模型,确定了组网规划的决策变量,给出了视觉测量网络覆盖率和目标点三维不确定度两个概念。通过分析多种摄像机位姿约束条件,应用多目标遗传算法对组网决策变量进行全局性搜索,最终实现了多视觉的精确组网。对螺旋桨主体结构模型进行了仿真,结果表明测量网络覆盖率可以达到99.72%,三维不确定度可以收敛至0.0326 mm。通过单视觉多站式测量实验,验证了该策略的有效性和可行性。
机器视觉 多视觉 组网规划 遗传算法 约束条件 三维形貌测量
1 五邑大学 信息工程学院,广东 江门 529020
2 华中科技大学 电子信息与通信学院,武汉 430074
根据双目测量原理系统的标定方法,利用我们提出的基于波长选择的双波长条纹投影相位展开算法开发了一套标定过程自动化、投影条纹设计约束少、计算速度快的双波长条纹投影三维形貌测量系统,通过对长方体盒子的测量和重构实验,验证了该技术的可行性和正确性,为快速准确的进行三维测量和三维重构奠定了实验基础。
双波长条纹投影 三维形貌测量 标定 相位展开 double-wavelength fringe projection three-dimensional profile measurement calibration phase unwrapping
1 东南大学 土木学院,江苏 南京 210096
2 苏州科技学院 土木学院,江苏 苏州 215011
3 中国科学技术大学 苏州研究院,江苏 苏州 215123
鱼类游动时尾鳍的重要作用是产生推力。为了正确理解尾鳍的运动结构和运动特性,提出了基于傅里叶变换轮廓术的尾鳍实时三维形态测量方法。以巡游状态下的鲤鱼为实验对象,将影栅云纹投射在尾鳍表面,产生包含三维动态信息的云纹;由高速摄像机实时采集序列变形条纹,经过傅里叶变换、频谱滤波、逆傅里叶变换和基于时间序列的三维相位展开等处理后,重建了尾鳍的序列瞬时三维形态模型,真实再现了尾鳍复杂的三维运动过程。由摆幅-时间曲线获得尾鳍的摆动频率为1.42 Hz,实验表明提出的测量方法不仅可用于研究尾鳍的动态瞬时特性,还可用于定量分析其连续变化过程。
三维形态测量 影栅云纹 傅里叶变换 尾鳍 瞬时三维形态 three-dimensional profile measurement shadow moiré Fourier transform tail fin instantaneous 3D profile
传统傅里叶变换轮廓方法(FTP)在测量表面突变的物体时，受物体高度变化所引起的非截断相位变化的影响，相位难以正确展开。利用双频光栅投影可以解决这一问题。在总结了传统测量方法与双频光栅测量方法的基础上，提出采用彩色复合光栅投影的测量方法。该方法只需一次采集，就能消除图像背景分量与高次分量对测量的影响，在扩大测量范围的同时可达到双频技术测量突变效果。最后，对3种方法的实际测量结果作了对比分析，证明彩色复合光栅投影方法得到的测量精度最高。
三维轮廓测量 彩色复合光栅 傅里叶变换 相位展开 three-dimensional profile measurement color composite grating Fourier transform phase unwrapping
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
三维相位展开算法将基于空间的相位展开算法拓展到时间轴上, 包含了一维时间和二维空间信息, 适合于运动测试。通过建立一维时间相位展开算法的数学模型, 分析了该算法运动测试的基本原理, 讨论了在精密测试中的使用方法和适用范围, 并对微谐振器的微结构进行运动测试。实验表明, 算法在相位展开中引入时间信息, 不仅消除了形变测量中需选取静止点为相位参考点或参考平面的限制, 还可以同时测量物体表面某点纳米级的离面运动曲线和表面形变。
光学测量 运动测试 相位展开算法 三维形貌测量 频闪成像
西安交通大学机械工程学院激光红外应用研究所, 西安 710049
首次提出通过对投影到物体表面的变形光栅图进行余弦变换以获得物体表面高度分布的方法，实验证实此方法比传统的傅里叶交换法有更高精度和更快处理速度，且易实现全场的自动处理。
三维面形测量 余弦变换
