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 GPU加速三维面形测量

赵亚龙 刘守起 张启灿

[摘要]随着通用计算和图形显示需求的不断增加, 图形处理器(Graphics Processing Unit, GPU)在医学、科学计算、图像处理等领域得到了广泛的应用。但它在三维测量领域的应用还只是一个开始。文中基于傅里叶变换轮廓术(Fourie...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(03):0317003

 三种基本相位展开算法及其融合算法的性能比较

韩宇 张启灿 吴应山

[摘要]在现有的各种先进的计量技术[如光学干涉测量、光学三维传感、卫星雷达干涉测量(SAR)以及核磁共振成像(MRI)]中,二维相位展开是后期数据处理的关键步骤。通过仿真模拟存在噪声干扰的情况,比较了空间相位展开常用方...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(08):0815006

 基于单平面虚拟标靶的摄像机标定新方法

林贞涛 刘元坤 潘 慧 张启灿

[摘要]提出了一种新的摄像机标定方法,用显示器显示不同方位和姿态标定图案,无需实际移动标靶来完成摄像机标定工作。先在显示器上显示一个标准标靶图像,用Tsai单平面摄像机标定方法标定得到摄像机的初始内外参数,再结合手工...

 PDF全文光学与光电技术 | 2018, 16(03):8

 应用灰度共生矩阵分析条纹周期

杨阳 张启灿

[摘要]利用灰度共生矩阵能提取图像纹理信息的特点,在灰度共生矩阵的14个纹理特征值中选取与纹理周期性相关的特征值,对三维测量中强度有规律重复分布的变形条纹图像的周期进行分析,能准确得出条纹的周期数,或者每周期中的像...

 PDF全文光学与光电技术 | 2017, 15(02):81

 利用三频外差实现的小视场三维测量系统

艾 佳 刘守起 刘元坤 张启灿

[摘要]搭建了一套小视场的三维面形测量系统。该测量系统采用基于DLP4500 芯片开发的高速数字投影模块套件实现条纹图像的高速投影和相机的同步触发图像采集。利用该投影模块向小视场物体表面投影三种不同频率的相移条纹图,...

 PDF全文光电工程 | 2016, 43(09):39

 二值条纹高速离焦投影的旋转风扇面形测量

熊 倩 陈 露 张启灿

[摘要]傅里叶变化轮廓术将结构光投影与傅里叶条纹分析相结合,只需一帧变形条纹就可以重建被测物体三维面形,是动态三维面形测量中的首选。选择最适用于傅里叶变换轮廓术测量系统的二值条纹编码方法,对二值化后的正弦条纹进行...

 PDF全文光学与光电技术 | 2016, 14(03):36

 摄像机标定中的特征点自动提取方法

潘 慧 刘元坤 张启灿

[摘要]提出了一种在复杂背景下,无需人工干预、自动提取二维正弦标靶特征点的方法。以液晶显示器作为平面标靶,标定图像为正弦强度条纹。摄像机拍摄标定条纹图后,算法根据条纹调制度自动分离背景和有效条纹区域;先将水平和垂...

 PDF全文光学与光电技术 | 2016, 14(02):11

 径向基函数在三维点云数据插补中的应用

周方艳 张启灿 熊润华

[摘要]在基于三角测量原理和条纹投影方法的三维面形测量技术中, 三角投影会出现局部的阴影、遮挡。此外, 为了多次测量数据的有效拼接配准, 常常在待测物体表面添加必要的标记点。以上因素都会导致条纹图形的局部断裂, 最终...

 PDF全文光电工程 | 2015, 42(08):20

 基于结构光投影的薄膜振动模式分析

冯伟 张启灿

[摘要]为了验证薄膜振动模式的有效性, 采用正弦条纹投影和傅里叶条纹分析的方法进行薄膜振动模式分析和振幅重建, 并进行了理论分析和实验研究。在基于结构光的主动3维传感技术中, 傅里叶变换轮廓术具有单帧获取、高分辨率、...

 PDF全文激光技术 | 2015, 39(04):446

 基于条纹投影的振动扬声器形变测量

陈露 王效惠 李雪 张启灿

[摘要]动态傅里叶变换轮廓术是将结构光投影和傅里叶变换理论相结合的三维面形测量技术,它只需一帧变形条纹就可以恢复物体的三维面形,且速度快、精度高、易于实现,被广泛应用于各领域的动态三维测量。利用动态傅里叶变换轮廓...

 PDF全文光学与光电技术 | 2015, 13(01):22

 结构光三维成像技术

苏显渝 张启灿 陈文静

[摘要]近年来,结构光三维成像技术被深入研究和广泛应用,通常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从获取的变形条纹图中数字解调重建出被...

 PDF全文中国激光 | 2014, 41(02):0209001

 颜色编码正弦条纹实现孤立动态物体3维测量

王慧 白乐源 麻珂 张启灿

[摘要]采用常规条纹投影与相位分析方法, 对动态物体, 尤其是空间存在孤立区域、分布不连续的动态物体进行3维面形测量时, 很难得到可靠的展开相位。为了解决这一问题, 提出一种用颜色编码正弦条纹光栅投影测量的新方法。该方...

 PDF全文激光技术 | 2014, 38(03):297-301

 基于优先度排序的3维数据缺失快速插补法

熊润华 张启灿

[摘要]为了快速准确地对3维光学测量的缺失数据进行插值,以利于后期对比研究,提出了基于优先度排序的3维数据缺失快速插补估算方法,并把该算法用于插补模拟实验数据以及20帧振动扬声器测试数据的验证。结果表明,与其它常...

 PDF全文激光技术 | 2014, 38(01):30-34

 三维面形测量中基于模版匹配的变形条纹修复

白乐源 张启灿

[摘要]在基于条纹投影和相位分析的三维面形测量中,由于被测物体表面标志点或复杂面形的阴影遮挡存在,会造成变形条纹局部区域的条纹数据缺失,影响相位和高度信息的最终重建,需要人为地对缺失图像信息进行修复。提出了一...

 PDF全文光学与光电技术 | 2014, 12(03):24-30

 动态三维面形测量的研究进展

张启灿 苏显渝

[摘要]近年来,光学非接触三维面形测量技术被深入研究和广泛应用,其中常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从中解调重建出被测物体的三...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2013, 50(01):010001

 微飞行器扇动扑翼的三维面形及形变测量

王效惠 张启灿

[摘要]扑翼微飞行器(FMAV)是一种模仿鸟类和昆虫飞行设计的飞行器,在军用追踪侦查和民用检测勘察上有很大应用价值。研究其翅翼的运动机制和动态形变,有助于提升它的空气动力学性能。采用结构光投影和条纹分析方法,投影正...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(s2):s212003

 基于剪枝优化算法的反向条纹生成方法

李雪 张启灿

[摘要]反向条纹投影技术是一种应用于在线或批量、快速而稳定的光学三维面形检测技术,近年来得到广泛关注和应用。提出了一种反向条纹生成的新方法,利用了正向映射变换方法传递坐标以及摄像机坐标系中同名点所在的水平和垂...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(12):1212003

 基于双色条纹投影的薄膜振动模式分析

翟树岭 郭志明 张启灿

[摘要]结构光投影和条纹时间平均分析技术已被用于振动模式分析中,但由于投影单色正弦条纹时振动薄膜变形条纹傅里叶谱中零频涵盖范围较大,会限制滤波窗的选取范围,从而影响模式的最终重建结果。为提高振动模式重建的准确性,...

 PDF全文光学与光电技术 | 2013, 11(02):59-66

 傅里叶变换轮廓术中滤波窗方位选择研究

赵玉林 翟树岭 张启灿

[摘要]在傅里叶变换轮廓术频域滤波过程中通常采用不对称的汉宁窗滤波窗来提取基频信号,当投影呈二维变化的光栅条纹时,采用的滤波窗长短轴方向和载频方向不吻合,会导致被测物体的部分高频信息丢失,从而影响相位展开的难易程...

 PDF全文光学与光电技术 | 2013, 11(01):42-47

 傅里叶变换轮廓术中相位失真的预矫正方法

李岩 麻珂 张启灿

[摘要]介绍了一种基于傅里叶变换轮廓术的三维面形测量系统中相位失真的预矫正方法。由于投影系统和成像系统的空间三角位置关系、投影仪的发散照明和两套系统蕴含的光学畸变,投影一幅相位与空间坐标成理想线性关系的标准正弦...

 PDF全文光学与光电技术 | 2012, 10(01):22-27

 用MTF确定三维面形测量系统的投影光栅频率

屈琳雅 张启灿

[摘要]在基于光栅投影的三维物体面形测量技术中,投影光栅的频率将直接影响着最终的测量精度,在系统参数允许的情况下,尽可能大地光栅频率将带来高的系统测量精度,因此,光栅频率选择是一个关键问题。提出了一种确定投影系统物...

 PDF全文光学与光电技术 | 2011, 9(02):9-14

 产生正弦光栅的二值化面积编码新方法

李平平 张启灿

[摘要]基于面积编码的二值化算法,提出了一定改进,即在对二值化模板进行填充时,用分散的、尽可能等间距的填充方法代替分块的、非等间隔的填充方法,并将此光栅制作出来用于三维形貌测量。利用二元编码光栅的频谱分布特征和光...

 PDF全文光学与光电技术 | 2011, 9(01):36-41

 一种自适应阈值的Canny 边缘检测算法

唐路路 张启灿 胡 松

[摘要]:针对传统Canny 算法阈值选择困难的问题,本文提出一种基于最大类间方差法的自适应同步搜索高低阈值的方法。该方法首先根据梯度直方图信息将对应的像素分为三类;其次基于改进的Otsu 算法定义评价函数,该评价函数描...

 PDF全文光电工程 | 2011, 38(05):127-132

 绝对编码光栅的相位细分及其在位移测量中的应用

赵勇 苏显渝 张启灿

[摘要]提出通过光栅条纹相位的精密测量,获取光栅高精度位移信息的方法。具体方法是对光栅图像采用多码道设计,用CCD二维图像传感器获取测量段光栅图像多码道信息。对最低码道图形的周期函数序列进行傅里叶变换、基频滤波和...

 PDF全文光学学报 | 2011, 31(08):0812005

 三维面形信息压缩的虚拟结构光编码算法

候志凌 苏显渝 张启灿

[摘要]通过对Karpinsky和Zhang提出的合成相移算法的研究,消除了白噪声,将相同参数条件下的面形重建精度提高了1倍。在虚拟结构光投影的基础上,提出了两种用彩色图像压缩记录三维面形信息的算法;双通道相位编码算法,提高...

 PDF全文光学学报 | 2011, 31(05):0510003

 三维成像中相位级次自编码的相位测量方法

刘元坤 苏显渝 张启灿

[摘要]提出一种相位级次自编码技术的相位测量方法。与传统的相位测量技术不同,该方法利用截断相位的微分值作为编码通道,完成对各条纹级次的编码。构造的代码序列总长度为投影条纹的周期数,每个周期作为一个码元,由相邻...

 PDF全文光学学报 | 2011, 31(11):1111002

 基于相位偏折术的非球面镜检测方法

赵文川 苏显渝 刘元坤 张启灿

[摘要]提出一种基于相位偏折术(PMD)的非球面镜检测方法。在条纹屏上显示标准正弦环形条纹,经过被测镜反射后为相机所接收。通过对两次不同位置的条纹平面进行测量,利用相移技术及相位展开技术得到两次位置处的相位分布,从而...

 PDF全文中国激光 | 2010, 37(05):1338-1341

 分离物体三维测量的彩色结构光编码新方法

麻珂 张启灿

[摘要]提出了一种结合颜色、格雷码和正弦光栅的编码新方法, 用于测量空间分离物体的三维面形。该彩色格雷码正弦条纹图案表现为用颜色信息编码的正弦条纹图案, 利用此条纹图案来记录物体的三维面形数据。首先投射一幅彩色格...

 PDF全文中国激光 | 2010, 37(11):2918-2924

 相位测量偏折术中基于亚像素相移的噪声抑制算法

刘元坤 苏显渝 张启灿

[摘要]由于在相位测量偏折术中一般采用数字投影设备或者数字显示设备,相移间隔为若干像素,最小相移量为单个像素,因此对噪声的抑制也是有限的,为此提出一种基于亚像素相移的噪声抑制算法,通过正弦条纹灰度的连续变化来...

 PDF全文光学与光电技术 | 2009, 7(04):33-36

 一种分析薄膜振动模式的结构光条纹时间平均法

文永富 苏显渝 张启灿 向立群

[摘要]提出了一种用于振动物体表面快速测量的光学测试系统和方法。该系统采用结构光三维传感技术,利用时间平均法来实现对振动表面的测量和振动模式分析。用低帧频商用CCD相机记录由光栅投影到振动物体表面上形成的一系列变...

 PDF全文光学与光电技术 | 2009, 7(01):51-54

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