基于时域散斑干涉的三维测量技术的研究

发布时间：2021-11-22 11:36

　　电子散斑干涉术测量技术（ESPI）是一种非接触、高灵敏度、高精度、可全场测量的现代光学测量技术。利用ESPI可以实现对待测物体的粗糙表面的位移、形变、粗糙度、振动的幅度和频率以及应力应变等信息进行测量。但是,传统的电子散斑干涉术测量技术中位移场的测量都是基于位移前后的两种状态,均未涉及到时间参数。时域散斑干涉测量（TSPI）有效得解决了传统电子散斑干涉测量技术所未能解决的问题,如动态跟踪检测等。因为无需使用相移装置,使得测量系统获得简化,更容易消除实际测量过程中恶劣环境的影响。因此,将TSPI应用于物体表面的三维测量,能够使测量拥有非接触、高精度、实时动态、可全场等优点。在航天航空、机械制造、医学生物等领域都有着广泛地应用,成为了国际上的一个热门的研究方向。鉴于此,本论文提出一种新的基于时域散斑干涉的三维测量技术,而且针对现有的三维散斑测量系统的不足,做了相应的调整和改进。因此,该系统既有TSPI的实时动态测量的优点,又改进了现有三维测量技术,利用一个3CCD相机,简化了实验装置,提高了测量精度。论文主要围绕测量理论分析、实验系统构成和算法处理设计三个方面展开。本篇论文的主要工作有:（... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

散斑干涉原理图

北京交通大学硕士学位论文?第二章电子散斑干涉测量技２．２．１单ＣＣＤ相机??单ＣＣＤ相机中使用的是由伊士曼？柯达公司的科学家Ｂｒｙｃｅ?Ｂａｙｅｒ发明Ｂａｙｅｒ滤镜［４Ｑ］。有着Ｂａｙｅｒ滤镜的相机是当前最为流行的。如图２－２所示，基Ｂａｙｅｒ滤镜［４１］的单ＣＣＤ相机的基本工作原理是采用一个Ｂａｙｅｒ彩色滤波阵列的镜将光透射到ＣＣＤ感光元件上，这种滤镜以相同的模式重复出现，滤镜上的每滤波镜片与ＣＣＤ感应元件相应位置的像素点一一对应，每四个像素组成一个单一个红色的滤镜透过红光，两个绿色的滤镜透过绿光，一个蓝色的滤镜透过蓝光，??然后透过的光被感光基板接收，再通过一些补偿算法从而获得图像信息。??Ｌｉｇｈｔ??

。??Ｌｉｇｈｔ??電，？?６?Ａ?，４??网，＿?￣Ｂ￣１?■?■?Ｍｉｌ?ＴＴ￣??二?｜?｜?｜?｜?＿■二■二??團＿１＿匾＿驪＿?＿二?？??｜?｜?ｉ：??ｉ＝團＝１二驪二?■?■?■?■?＿?＝?Ｉ?Ｉ?ｒ??二?＿?二二：■?■?■?■??■二霪＿■二■二?ＩＩＩ?｜?＿??ｎ?ｎ?ｎ?ｒｉｊ?Ｄｃｊｎｃｉ?［＂■■■■??图２－２?Ｂａｙｅｒ滤镜的原理图??Ｆｉｇ．２．２．?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?Ｂａｙｅｒ?ｆｉｌｔｅｒ??通过Ｂａｙｅｒ滤镜的光信号经过感光元件转化成数字信号，为了最终获得ＲＧＢ??值，则须要利用插值的办法将每一像素点被人为滤去的另外两个颜色算出来。插??值的方法有许多种，权衡运算速度与成像质量，最常用的是线性插值［４２’４３］的补偿??算法。??（１）对红色（Ｒ）和蓝色（Ｂ）分量进行线性插值。一共有四种分布，如图２－３??所示。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]激光散斑三维形貌绝对测量技术[J]. 赵明路,马骁,张子邦,梁曼,李莹,钟金钢.  中国激光. 2016(02)
[2]电子散斑干涉法测量金属表面受热变形及系统优化分析[J]. 李刚,李莉,张雏,黄敬霞.  光学仪器. 2013(01)
[3]基于FFT的散斑干涉术测物体变形[J]. 黄芳,张文静,王海燕,于远航,王文生.  激光与红外. 2012(02)
[4]基于Bayer滤镜的彩色图像复原方法[J]. 刘松川,李盛阳,谢琪,李绪志.  计算机工程与设计. 2012(01)
[5]像面散斑平均尺寸对激光散斑成像的影响[J]. 邱建军,张红艳,骆卫华,李鹏程,骆清铭.  光学学报. 2009(07)
[6]基于光纤的三维电子散斑干涉测量系统设计[J]. 周文静,于瀛洁.  光学精密工程. 2008(10)
[7]移相式泰曼-格林红外干涉仪调试技术[J]. 贺俊,王青,陈磊.  红外与激光工程. 2008(03)
[8]基于数字图像相关的三维刚体位移测量方法[J]. 孙伟,何小元,郑翔.  光学学报. 2008(05)
[9]电子散斑干涉位移场分离技术及其在三维测量中的应用[J]. 孙平,张丽,陶春先.  光子学报. 2005(07)
[10]CCD噪声分析及处理技术[J]. 许秀贞,李自田,薛利军.  红外与激光工程. 2004(04)

硕士论文
[1]基于CCD的彩色图像校正方法研究[D]. 秦潇枫.山西师范大学 2015



本文编号：3511607