检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：卢津西北工业大学

学位级别：博士

叶片作为航空发动机动力来源的关键零部件之一,对其三维型面轮廓的测量是检验加工质量和保障航空发动机整体性能的重要方面之一。如何快速、灵活地扫描测量叶片三维型面一直是航空工业制造领域中的前沿问题。本文以单目视觉光栅投影法... 详细信息

叶片作为航空发动机动力来源的关键零部件之一,对其三维型面轮廓的测量是检验加工质量和保障航空发动机整体性能的重要方面之一。如何快速、灵活地扫描测量叶片三维型面一直是航空工业制造领域中的前沿问题。本文以单目视觉光栅投影法为理论基础,着重从测量系统的原理建模、系统参数标定、光栅条纹图像绝对相位恢复和无效相位值去除等关键方面进行了深入系统地研究。完成的主要研究和取得的成果如下:(1)提出了一种简化、灵活的相位-深度变换模型。基于设计的单目视觉光栅投影叶片测量系统方案,首先从二维、三维的几何原理角度详细推导论证了该相位-深度变换模型;其次引入带有一、二阶径向畸变系数的面阵CCD摄像机针孔模型,建立了一个在摄像机坐标系下的空间点三维坐标计算框架;最后给出了该相位-深度变换模型在空间几何布局上的两种结构情形与数值仿真结果。实验结果表明了该模型的可行性与灵活性。(2)提出了一种基于棋盘格二维平面靶标与相位法的测量系统参数标定与优化体系,其涵盖了摄像机的内部参数、外部参数、深度参数标定及所有参数的非线性优化四个子体系。首先,通过棋盘格标定靶标和构造的最佳消隐点最小二乘寻优函数改进了消隐点的产生模板,建立了改进的正交消隐点与摄像机内部参数的线性齐次超定方程,采用奇异值分解法和Cholesky分解法实现了摄像机内部参数的精确求解。其次,将标定出的内部参数作为已知量,结合棋盘格角点的世界坐标和亚像素坐标,通过修正Tsai两步标定法构造了包含部分外部参数的线性超定方程;根据刚体变换性质,采用最小二乘方法实现摄像机外部参数的精简计算。进而,以摄像机外部参数、棋盘格角点亚像素坐标和对应的绝对相位为输入条件,构造了关于深度参数的线性齐次超定方程组,通过对方程组的系数矩阵归一化处理,并采用广义逆矩阵法求解出了各个深度参数。最后,引入了摄像机光学镜头一、二阶径向畸变系数,建立了基于摄像机坐标系下角点坐标残差当量的非线性优化目标函数,应用无约束的Levenberg-Marquardt优化算法,实现了畸变系数的求解与所有参数的非线性优化。通过多组实验验证了该测量系统参数标定与优化体系的可行性、有效性和灵活性。(3)提出了基于正交矢量图解和双射模型的绝对相位恢复算法。首先受物理学中力正交分解与合成思想的启发,提出以像素点、光强值(灰度值)和相移量为三要素的正交矢量图解相移原理;其次,在研究传统双三步相移法的基础上,根据相移量互补的原则,定义了光栅条纹源图像和互补图像,通过二者的作差融合处理,扩展了普通光栅条纹图像的灰度值范围,拟制了Gamma非线性效应和光强度饱和引起的相位波动误差,实现了高精度的主值相位提取。最后,运用数学中的映射理论,建立了一个互质光栅频率(或光栅条纹周期数)的光栅条纹级数双射模型,结合建立的光栅条纹级数遍历准则,实现了像素点对像素点的精准相位展开。仿真实验和真实实验验证了提出算法的优越性能。(4)提出了基于光栅条纹级数图像的无效相位值识别与去除算法。在分析了光栅条纹级数图像的成分与连通性、无效相位值的类型与成因、现有方法共性与不足的基础上,提出以光栅条纹级数图像为处理对象,首先通过研究的图像灰度梯度幅值平方法和图像最大区域(p,q)阶矩法,结合布尔“非”运算和数值圆整运算,对光栅条纹级数图像中的背景和阴影等无效相位值进行粗炼处理,产生一幅还待加工的光栅条纹级数图像;进而,引入研究的变种区域分裂-合并法,识别并剔除突变异常点,精炼出一幅无任何杂点的光栅条纹级数图像;最后,将其作为掩膜图像,与原绝对相位图像进行布尔“交”运算,实现了无效相位值的自动化识别与去除。对比实验表明该算法性能稳定、可靠,对去除无效相位值具有显著的效果。综合上述研究,开发了一个单目视觉光栅投影叶片测量原型系统,从扫描速度、单次测量精度、分辨率和稳定性四个方面评估了系统的性能,并应用该系统扫描测量了一个高压涡轮工作叶片。性能分析与对比实验表明了该系统能够获得较完整的型面点云数据,且具有较高的测量效率和精度。

关键词：叶片测量结构光测量光栅投影法摄像机标定

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基于光栅投影法的3D扫描技术研究

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电光与控制 2017年第6期24卷 101-105页

作者：刘李旭戴鑫志侯振宇王宏强李彦鹏国防科学技术大学电子科学与工程学院空间电子技术研究所长沙410073

光栅投影技术作为3D扫描中最有发展前途的技术之一而备受关注。利用普通的投影仪、照相机和计算机构建了一个简单的3D扫描系统。采用投影仪投射光栅,利用照相机采集图像,输入到计算机中进行处理,采用所提出的三维信息重构算法重建目标... 详细信息

光栅投影技术作为3D扫描中最有发展前途的技术之一而备受关注。利用普通的投影仪、照相机和计算机构建了一个简单的3D扫描系统。采用投影仪投射光栅,利用照相机采集图像,输入到计算机中进行处理,采用所提出的三维信息重构算法重建目标物体的三维轮廓。该三维信息重构算法使用格雷码编码的结构光完成信息处理,构建的3D扫描系统工作原理简单,易于实现。实验结果表明,该系统能够快速有效地重建目标物体的三维轮廓,在扫描速度、分辨率以及重建精度与速度等技术指标上优势明显,有利于在机器人视觉和虚拟现实等领域中推广与应用。

关键词： 3D扫描光栅投影法信息重构算法格雷码

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光栅投影法形貌测量误差的分析

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机电产品开发与创新 2008年第1期21卷 131-132,136页

作者：夏君生苏兰海北京科技大学机械工程学院北京100083

光栅投影法是计算机辅助设计、逆向工程等领域用于物体轮廓测量的常用方法。首先分析光栅投影法的结构原理,得出高度拟和系数并非常量的结论。详细阐述了象点坐标误差对系统精度的影响,并给出了误差补偿方法。据此提出修正的高度拟合公... 详细信息

光栅投影法是计算机辅助设计、逆向工程等领域用于物体轮廓测量的常用方法。首先分析光栅投影法的结构原理,得出高度拟和系数并非常量的结论。详细阐述了象点坐标误差对系统精度的影响,并给出了误差补偿方法。据此提出修正的高度拟合公式,实验结果证明新拟合公式的有效性。

关键词：光栅投影法轮廓测量拟和系数

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三维光栅测量系统中测量误差的若干问题研究

三维光栅测量系统中测量误差的若干问题研究

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作者：朱林东南大学

学位级别：硕士

我们生活的世界是一个三维空间,但现在一般仪器如摄像机等获取的只是物体的二维信息,丢失了物体的深度信息,因此为了获得含有物体深度信息的三维立体图像,三维测量技术被不断的研究和发展。光栅投影法是三维测量技术中一种重要的方法,... 详细信息

我们生活的世界是一个三维空间,但现在一般仪器如摄像机等获取的只是物体的二维信息,丢失了物体的深度信息,因此为了获得含有物体深度信息的三维立体图像,三维测量技术被不断的研究和发展。光栅投影法是三维测量技术中一种重要的方法,它是通过向物体表面投射预先设计好的光栅条纹,经过物体表面调制,拍摄获取的变形光栅条纹中包含物体的深度信息,最后通过处理获取的光栅图像来计算出物体三维的形状、位置和姿态。在整个三维光栅测量过程中,变形光栅图像中相位信息的求取是至关重要的,它直接影响着物体三维重构的精度。本文在研究了大量相关技术和文献的基础上,从测量的准确性和实时性入手,对相移误差及物体相位的求取进行了重点研究,所做工作包括以下两个方面:\n (1)三维光栅测量技术中相移误差补偿算法设计。对相移误差的校正一直是三维光栅测量技术的一个重要方面,尽可能的减少或对相移误差进行补偿将提高三维测量的精度。本文提出一种新的相移误差补偿算法,该算法建立在对相移误差分析的基础之上,利用误差比较小时的三角近似关系提出的,因此在误差比较小时,能够有效消除相移误差。本算法是以相邻三个相位点为研究对象,利用正弦投影条纹中相邻像素点间相位差的相等性这种特点,提取相移误差,并将求取的相移误差代入相移公式中进行误差补偿,实验证明了这种误差提取算法能有效的提高了三维测量的精度。\n (2)基于条纹幅度调制的解相位方法。三维光栅测量的另一个重要方面是准确获取光栅条纹图的相位主值,再将相位主值恢复为全场完整的相位场。因此,如何快速准确的获取可靠的全场相位值是提高基于相位法的三维测量系统的关键问题之一。本文提出基于条纹幅度调制的解相位方法,通过分别对四幅基本相移图加入幅度调制值,生成周期条纹图,再根据所设计的光栅条纹之间的关系,分别计算出含幅度调制值的第4幅相移图,将其与实际测量得到的第4幅相移图相减,可得到4幅0值条纹图,根据0值条纹图即可确定主值相位的阶次,最后进行解相位。实验证明这种解相位算法有效的提高了三维测量的实时性和准确性。

关键词：三维光栅测量光栅投影法相移误差补偿条纹幅度调制物体相位

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三维测量系统的快速测量问题研究

三维测量系统的快速测量问题研究

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作者：王新东南大学

学位级别：硕士

人们将生活的世界视为一个三维空间，在三维空间中对现实中的事物进行理解和衡量。然而，在生产和生活中，对于物体的形状，一般仪器如摄像机等获取的只是物体的二维信息，丢失了物体的高度。为了使机器获得的信息更贴近人类的思想和需... 详细信息

人们将生活的世界视为一个三维空间，在三维空间中对现实中的事物进行理解和衡量。然而，在生产和生活中，对于物体的形状，一般仪器如摄像机等获取的只是物体的二维信息，丢失了物体的高度。为了使机器获得的信息更贴近人类的思想和需求，三维测量技术被广泛的研究和发展。\n 光栅投影法是一种重要的三维测量技术，通过向物体表面投射编码光栅，将物体的高度信息以相位的形式隐含在光栅中，利用感光设备获得物体表面的光栅图像，并使用特定算法对图像进行解码，提取其中的相位，从而建立物体的三维信息。在整个测量过程中，光栅图像中相位信息的求取是关键。本文从测量的准确性和实时性入手，对相位的计算进行了研究，并提出了两种新的算法。\n （1）时域相位展开算法和空域相位展开算法是相位计算中的两种主要分析方法，本文在对这两种方法特点分析的基础上，提出了基于标志线的相位求解方法。新方法将时域和空域相位展开算法相结合，借助于标志线信息保证测量精度；同时利用传统相位展开算法和分段计算的思想，降低相位计算的时间，提高了测量的实时性。\n （2）编码条纹作为物体高度信息的载体，在三维测量中发挥着重要作用。本文从图像编解码的角度入手，提出了基于错位条纹的三维测量方法。错位条纹的编解码借助于相移条纹。测量中，相移条纹用来计算包裹相位，错位条纹用来将包裹相位进行展开。与以往准确度高的相位计算方法相比，本方法鲁棒性较好，并在保证测量精度的同时减少了投影光栅数量。\n 文中对提出的算法分别进行了实验，实验结果表明，在三维测量中，本文提出的两种算法均有良好的测量结果，在高精度测量的基础上，提高了测量的实时性。

关键词：三维测量系统光栅投影法相位展开算法快速测量

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基于光栅投影的三维人脸识别研究与实现

基于光栅投影的三维人脸识别研究与实现

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作者：张旭河北科技大学

学位级别：硕士

作为计算机视觉和图像识别领域的研究热点,人脸识别技术具有生物特征唯一性和终身不变性等特点,但目前常见的二维人脸识别技术忽略人脸深度信息,存在检测速度慢,误识率高等问题,三维人脸技术可以更加全面地描述人脸,被广泛地应用在支付... 详细信息

作为计算机视觉和图像识别领域的研究热点,人脸识别技术具有生物特征唯一性和终身不变性等特点,但目前常见的二维人脸识别技术忽略人脸深度信息,存在检测速度慢,误识率高等问题,三维人脸技术可以更加全面地描述人脸,被广泛地应用在支付验证、智慧交通等场景中。针对三维人脸重建过程中相位展开方法速度慢且精度低的问题,提出优化的Goldstein枝切法进行相位展开。该方法使用质量图导向法将包含三维人脸信息的包裹相位图划分为高质量和低质量两个区域,高质量区域利用改进的Goldstein枝切法进行相位展开,低质量区域利用最小二乘法进行相位展开。针对二维人脸识别过程中识别速度慢且易受光照等因素影响的问题,提出一种基于光栅结构光的三维人脸识别方法。该方法首先根据基于肤色和Adaboost算法进行人脸检测,对包含人脸信息的图片进行三维重建,然后采用基于形状指数的三维人脸特征定位方法对鼻尖点、眼角和耳朵定位,再选用六条人脸曲线作为特征曲线,利用分层弹性匹配方法和点距信息进行特征匹配,最后加权融合计算相似度来实现三维人脸识别。针对本文提出的基于光栅投影的三维人脸识别方法,通过仿真实验和实物实验,实现了三维人脸重建和识别,验证了该方法的有效性。该方法具有良好的识别性能,受自然光的影响较小,并且对于表情、姿态具有较好的鲁棒性。

关键词：光栅投影法四步相移法 Goldstein枝切法相位展开三维人脸识别

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面向服装量身定制的非接触式人体测量技术研究

面向服装量身定制的非接触式人体测量技术研究

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作者：刘芳大连工业大学

学位级别：硕士

当今社会是信息和科技飞速发展的时代,在服装领域中无论是设计理念还是应用技术水平都正在经历日新月异的变化,基于量身定制的三维服装设计系统是目前服装设计领域的重要发展方向。本论文以光栅投影测量的相关理论为基础,应用计算机可... 详细信息

当今社会是信息和科技飞速发展的时代,在服装领域中无论是设计理念还是应用技术水平都正在经历日新月异的变化,基于量身定制的三维服装设计系统是目前服装设计领域的重要发展方向。本论文以光栅投影测量的相关理论为基础,应用计算机可视化技术,进行了面向量身定制的非接触式人体测量技术的研究工作。首先针对非接触式人体测量技术进行研究,利用光栅投影测量原理获取在三维空间内被测人体的表面数据,通过逆向工程建模技术建立数字化人体模型,为服装的量身定制奠定了准确可靠的数据基础。然后基于上述方法测得人体特征线上的数据,建立组合式可展曲面的几何造型,完成服装原型的三维曲面构造设计。本论文所编制的服装量身定制软件,以win7操作系统为开发平台,利用Visual Studio2010开发环境和OpenGL三维图形工具包进行开发。基于测量得到的人体数据建立人体模型并构造服装原型三维曲面；在三维虚拟现实环境下实现服装的纹理映射,增加不同服装面料的展示效果,使用户可以根据自已的喜好,选择不同的图案花纹并查看穿着效果；并为服装的展示添加光照模型,使着装效果更具有真实感；同时为服装原型的展示实现三维空间的几何变换功能,使用户可以360度全方位进行查看,也可以放大观察细节或是缩小浏览整体效果,建立了友好交互的人机界面。

关键词：非接触式人体测量光栅投影法量身定制三维服装设计

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基于面结构光的特殊用途纸张平整度测量方法

基于面结构光的特殊用途纸张平整度测量方法

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作者：闫龙中国科学院大学

学位级别：硕士

随着微处理器、半导体技术的进步以及劳动力成本的上升和高质量产品的需求，计算机视觉技术得到了快速地发展，并广泛应用于工业自动化检测、生物医学、文物复制和人体三维重建等多个领域。其中以光学技术和计算机视觉技术相结合的非接... 详细信息

随着微处理器、半导体技术的进步以及劳动力成本的上升和高质量产品的需求，计算机视觉技术得到了快速地发展，并广泛应用于工业自动化检测、生物医学、文物复制和人体三维重建等多个领域。其中以光学技术和计算机视觉技术相结合的非接触式三维形貌重建技术更是近几年来计算机领域的研究热点，受到了人们的普遍关注。目前，在非接触式测量领域中应用较为广泛的方法是基于面结构光的测量，其中的光栅投影法由于其拥有测量速度快、精度高、抗干扰性能好、不损坏测量物体等优点而被普遍使用。因此此方法被广泛用于柔软质地物体的测量。\n 本文中实验过程中选用的特殊纸张为卷烟条盒外包装纸。由于卷烟条盒外包装纸质地柔软，接触法测量时容易导致纸张变形，使得测量结果参考价值具有局限性，难以指导生产。因此本文提出了基于光栅投影法的三维形貌测量方法，并对该方法的几个热点问题进行研究，具体工作主要包括以下几个方面:\n 首先，介绍了激光三角法和基于面结构光的物体三维形貌重构技术的基本原理，并对两种方法的优缺点进行对比。\n 其次，介绍了基于光栅投影法的物体三维形貌重构技术中的重点和难点，即相位主值测量和相位展开，并对比较典型的测量方法例如莫尔等高条纹法、傅立叶变换形貌术以及相移法进行了阐述。\n 再次，分析测量系统的结构，并对系统中相机等器件的几何关系和参数进行标定，以满足系统测量烟用纸张平整度精度的要求。\n 最后，在理论分析和姒TLAB仿真的基础之上，设计烟用纸张平整度的三维形貌重构实验，并利用数字图像处理算法对条纹图像进行处理，以获取烟用纸张准确的三维坐标信息，对其进行定量的评价。

关键词：烟用纸张平整度面结构光光栅投影法计算机视觉

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基于FTP的三维轮廓测量方法及实验

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现代电子技术 2010年第12期33卷 111-113页

作者：江磊西藏消防总队山南消防支队乃东县消防大队西藏山南856000

为了快速、高精确度地得到物体的三维轮廓信息,在此利用傅里叶变换轮廓术,将被测物体置于光栅投影下,采集变形光栅图像,根据被测物体表面的高度与相位差之间的映射关系,通过在计算机中与参考光栅原像的比较分析,以获得被测物体的三维轮... 详细信息

为了快速、高精确度地得到物体的三维轮廓信息,在此利用傅里叶变换轮廓术,将被测物体置于光栅投影下,采集变形光栅图像,根据被测物体表面的高度与相位差之间的映射关系,通过在计算机中与参考光栅原像的比较分析,以获得被测物体的三维轮廓信息。实验中搭建了由LCD投影仪、CCD摄像机、图像采集卡和光学导轨等组成的光栅投影测量系统的硬件平台,提出了用1台计算机同时控制投影和采集处理光栅图像,根据映射关系在多次实验中不断修改优化测量参数,做到既不影响视场范围,又保证较高的测量精度,并给出了由计算机重建后较好的三维轮廓图像精度及其实验的测量误差分析。

关键词： FTP 三维轮廓测量光栅投影法三维重构

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Comet系统的特点分析及其测量研究

引用

计量技术 2003年第12期 22-24页

作者：殷金祥陈关龙上海交通大学机械工程学院上海200030

在逆向工程中获取实物表面数据是关键一步。本文介绍的Comet测量系统采用旋转光栅等方法 ,提高了投影光栅测量方法的测量精度。

关键词： Comet系统逆向工程测量精度表面数据光栅投影法旋转光栅

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