基于结构光双目视觉的腐蚀钢材表面三维重建 被引量：1

1

作者 邢佶慧 魏妍婧 +2 位作者 胡灿昱 陈爱国 杨娜 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期355-363,共9页

传统的检测方法通常无法实现对金属腐蚀形貌的高精度三维重建,探索一种既高效又精确的金属腐蚀形貌重建技术,是准确评估腐蚀金属构件断裂性能的重要前提。提出将双目结构光技术引入钢材腐蚀检测领域,采用互补格雷码技术结合4步相移法设... 传统的检测方法通常无法实现对金属腐蚀形貌的高精度三维重建,探索一种既高效又精确的金属腐蚀形貌重建技术,是准确评估腐蚀金属构件断裂性能的重要前提。提出将双目结构光技术引入钢材腐蚀检测领域,采用互补格雷码技术结合4步相移法设计条纹结构光编码图案,并求解相位。基于绝对差值求和(SAD)算法完成亚像素绝对相位的立体匹配,为补偿非线性相位误差提出了适用于4步相移法的被动校正法,结合主动相位误差补偿方法进行相位误差修正。对钢腐蚀样品进行重建,并与激光测量仪扫描结果进行对比。实验结果表明,样品的平均腐蚀深度测试相对误差在26.42%以下,证明了双目立体视觉三维重建系统重建腐蚀钢材表面的有效性。 展开更多

关键词 双目视觉 结构光 4步相移 互补格雷码 非线性相位误差补偿

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基于涡旋光相移干涉的高精度微测量技术研究

2

作者 袁涛 刘吉 +2 位作者 武锦辉 张博洋 杨雪娇 《半导体光电》 北大核心 2025年第4期722-726,共5页

针对精密加工和芯片制造领域微位移高精度测量需求,提出一种基于涡旋光干涉的新型微位移测量方法。通过改进传统的马赫-曾德尔干涉系统,引入空间光调制器生成携带轨道角动量的涡旋光作为参考光源,与作用于被测物体的球面波物光发生干涉... 针对精密加工和芯片制造领域微位移高精度测量需求,提出一种基于涡旋光干涉的新型微位移测量方法。通过改进传统的马赫-曾德尔干涉系统,引入空间光调制器生成携带轨道角动量的涡旋光作为参考光源,与作用于被测物体的球面波物光发生干涉,构建具有螺旋相位特征的动态干涉条纹。系统通过监测物体微小位移引起的干涉条纹旋转变换,建立相位旋转角度与定位移量的精确对应关系。为实现精确分析物体的微位移量,结合图像处理、四步相移法和解包裹算法的相位重构体系,有效生成解包裹相位图和位移分布图。实验结果表明,该方法测量误差低于3%,重复性测量平均误差为1.4%。该系统操作简便、测试精度高且稳定可靠。 展开更多

关键词 涡旋光 微位移测量 四步相移 光学干涉

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基于编码结构光的三维成像方法

3

作者 叶童玲 李锋 《计算机与数字工程》 2025年第1期240-244,共5页

传统结构光三维成像测量技术中所采用的编解码方法大多为二灰度级的格雷码对称结合正弦相移的模式,即设置格雷码的最小编码周期值要等于相移周期值,该方法需投射多幅格雷码图案,且在周期边界处易产生周期错位误差,降低三维测量的精度。... 传统结构光三维成像测量技术中所采用的编解码方法大多为二灰度级的格雷码对称结合正弦相移的模式,即设置格雷码的最小编码周期值要等于相移周期值,该方法需投射多幅格雷码图案,且在周期边界处易产生周期错位误差,降低三维测量的精度。为了从根本上解决这一问题,提高三维成像技术的精确度,提出了一种改进的编码方法,即四灰度级的格雷码非对称结合四步相移的结构光编解码成像测量方法,此时相移周期值和格雷码的最小编码周期值并不相同,四灰度级的格雷码的最小编码周期值被设置为四步正弦相移的周期值的一半,由推导的非对称解码原理得到整个测量区域的绝对相位值并根据三角测量原理以及标定结果得到物体的三维坐标,完成整个三维成像的过程。3dmax仿真测试结果和实物测试结果表明:与传统二灰度的格雷码-相移技术相比,四灰度级的格雷码图案的使用在减少了投射图案的数目的同时具有抗干扰能力,非对称结合模式的编解码技术有效地消除了周期错位,测量精度大大提高。 展开更多

关键词 结构光 三维成像 编解码模式 四灰度格雷码 四步相移 非对称结合 相位展开

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基于四步相移光栅投影的三维形貌测量系统 被引量：21

4

作者 尚忠义 李伟仙 +1 位作者 董明利 段良君 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期584-589,共6页

为了实现对具有明显跳变面物体的轮廓测量,建立了四步相移光栅投影的三维形貌测量系统,并对所采用的四步相移测量算法进行研究。在介绍四步相移原理的基础上以有明显跳变面的三棱锥橡皮块为例,建立针对明显跳变面的测量算法。通过对4幅... 为了实现对具有明显跳变面物体的轮廓测量,建立了四步相移光栅投影的三维形貌测量系统,并对所采用的四步相移测量算法进行研究。在介绍四步相移原理的基础上以有明显跳变面的三棱锥橡皮块为例,建立针对明显跳变面的测量算法。通过对4幅相移图算术求和并除以4得到平均灰度图;将平均灰度图二值化处理定位明显跳变面或阴影部分;将二值化图像与包裹相位图卷积,而后对包裹相位图进行解包裹,从而得到正确的连续相位,最终获取物体三维形貌。根据上述算法测量三棱锥的三维形貌并计算其体积,测量实验表明:被测物的体积平均相对精度为0.47%。 展开更多

关键词 四步相移 明显跳变面 光栅投影 三维形貌测量 解包裹

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四步数字相移全息干涉术三维变形测量 被引量：8

5

作者 郭俊 王刚 +2 位作者 孙杰 武凤栖 王文生 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2808-2813,共6页

针对目前相移控制器件费用高、操作复杂等不足,提出了一种数字相移方法。并将其与全息干涉术相结合,进行了相移全息干涉术的实验研究。应用MATLAB软件,结合图像处理方法,通过对全息干涉条纹精确控制使其定向移动,实现了四步相移,获得4... 针对目前相移控制器件费用高、操作复杂等不足,提出了一种数字相移方法。并将其与全息干涉术相结合,进行了相移全息干涉术的实验研究。应用MATLAB软件,结合图像处理方法,通过对全息干涉条纹精确控制使其定向移动,实现了四步相移,获得4个干涉图。应用四步相移法原理和相位去包裹方法,最终成功求得物体变形引起的三维位相差,实现物体变形的三维测试。实验表明,该方法不仅简化了全息干涉测试的光学装置,避免传统相移器件相移精度低、容易造成相移误差的缺点,且操作简单,测试精度高,其精度容易达到1/10波长。 展开更多

关键词 全息干涉术 四步数字相移法 图像处理 相位去包裹 三维变形测试

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基于四步相移的相位差提取方法 被引量：15

6

作者 蔡长青 贺玲凤 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期93-96,共4页

针对散斑干涉中的相位差提取问题,在四步相移的基础上提出了一种求解相位差的新方法.该方法通过采集物体变形前后的各4幅图像,从理论上推导出相位差的一种新的数学表达式,避免了一般四步相移法求解相位差时出现的高频噪声问题和得不到... 针对散斑干涉中的相位差提取问题,在四步相移的基础上提出了一种求解相位差的新方法.该方法通过采集物体变形前后的各4幅图像,从理论上推导出相位差的一种新的数学表达式,避免了一般四步相移法求解相位差时出现的高频噪声问题和得不到真实的相位差包裹值问题.用该方法进行周边固定中心加载的圆盘模型实验,并与一般的四步相移法作比较.结果表明,文中提出的相位差求解新方法较一般的四步相移法在消除高频噪声、提高图像质量方面具有明显的效果,既抑制了噪声又能保持条纹的特征. 展开更多

关键词 相位差提取 四步相移 散斑干涉术 噪声

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双CCD光栅投影法测量物体三维轮廓技术 被引量：8

7

作者 田爱玲 刘洋 +2 位作者 郭迎福 刘丙才 王红军 《西安工业大学学报》 CAS 2009年第2期108-112,共5页

为了实现物体三维轮廓的高精度测量,使用双CCD采集被物体调制的光栅图像,将四步相移法与图象编码法相结合对采集到的图像进行处理,得到物体上各个点的相位变化,根据相位变化求出物点相对于参考面的高度,从而获得物体的三维轮廓信息.实... 为了实现物体三维轮廓的高精度测量,使用双CCD采集被物体调制的光栅图像,将四步相移法与图象编码法相结合对采集到的图像进行处理,得到物体上各个点的相位变化,根据相位变化求出物点相对于参考面的高度,从而获得物体的三维轮廓信息.实验表明,此方法测量信息获取完整,可以测量陡峭或不连续的物体,测量误差在0.05 mm以内. 展开更多

关键词 光栅投影 三维轮廓测量 图象编码 四步相移

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任意边界形状物体的三维轮廓测量 被引量：2

8

作者 刘成森 邱玥 +5 位作者 鲍洁 李元博 王青 刘畅 孙佳星 徐佳敏 《辽宁师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第4期470-474,共5页

利用四步移相三维轮廓测量技术对任意边界形状物体的三维轮廓进行了测量.建立了光学传感三维面型测量实验系统,将4组不同位相值的正弦光栅条纹依次投影到被测物体的表面,用CCD摄像机记录这4帧条纹图,计算出物体表面每个像素点的包裹位相... 利用四步移相三维轮廓测量技术对任意边界形状物体的三维轮廓进行了测量.建立了光学传感三维面型测量实验系统,将4组不同位相值的正弦光栅条纹依次投影到被测物体的表面,用CCD摄像机记录这4帧条纹图,计算出物体表面每个像素点的包裹位相值.用封闭的折线选取物体上需要展开的表面区域,在所形成的任意形状多边形内用洪水填充法进行位相解包裹,不需要将整个图像划分为多个矩形区域进行逐一计算,不仅避免了展开相位时产生的传递误差,而且节省了大量计算工作. 展开更多

关键词 三维轮廓测量 四步移相法 位相解包裹 洪水填充法

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用于定量分析朗契图的四步相移算法 被引量：2

9

作者 钟金刚 凌敢 +1 位作者 王鸣 陈伟民 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 1998年第4期97-102,共6页

通过传统的朗契检测法的物理光学原理和条纹分析中的相移技术相结合，推导出了定量分析朗契图的四步相移算法。

关键词 定量分析 四步相移算法 朗契图 光学检测法

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双四步路径相移均值法 被引量：1

10

作者 陈立伟 刘涌 +1 位作者 毕国堂 蒋勇 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第6期1830-1833,1838,共5页

在光栅投影三维表面测量系统中,光学仪器的伽玛非线性和随机噪声是影响相位展开精度的两个主要因素。双三步相移法具有同时降低这两类误差的独特优势,但仍然存在非线性误差较大且相位测量精度较低两个方面的问题。针对以上问题,提出了... 在光栅投影三维表面测量系统中,光学仪器的伽玛非线性和随机噪声是影响相位展开精度的两个主要因素。双三步相移法具有同时降低这两类误差的独特优势,但仍然存在非线性误差较大且相位测量精度较低两个方面的问题。针对以上问题,提出了双四步路径相移法,首先将双三步相移法中对齐平均的思想应用于四步相移法,以降低非线性误差对测量精度的影响;进而提出了相位域空间变换多频外差方法,以利用所有测量相位进行相位平均,进一步降低随机误差的影响,提高测量精度。实验结果表明,该算法能够有效地提高相位展开的精度,具有更强的适应性。 展开更多

关键词 光栅投影 时间相位展开 相位误差 四步相移 相位域空间变换

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双曝光数字全息三维变形测试 被引量：6

11

作者 范俊叶 尹博超 王文生 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1582-1586,共5页

全息三维变形测试在军事、工业测试中有重要意义,而传统的全息术由于记录、显影、定影、再现、复位等条件使其应用受到限制。文中应用CCD实现了数字全息,不仅避免了传统全息显影、定影等过程,也避免了全息材料非线性记录等缺点,并基于... 全息三维变形测试在军事、工业测试中有重要意义,而传统的全息术由于记录、显影、定影、再现、复位等条件使其应用受到限制。文中应用CCD实现了数字全息,不仅避免了传统全息显影、定影等过程,也避免了全息材料非线性记录等缺点,并基于双曝光全息干涉术和四步相移法原理,实现了数字相移,取代了传统的应用压电位移器等机械相移法,实现了物体的三维变形测试。由物体变形的二维等高线图和三维立体图,可判读物体变形的大小、变形的方向和变形的形状。大量的实验表明,该方法不仅简化了全息干涉测试的光学装置,而且具有操作简单,测试精度高,其精度容易达到1/10波长。 展开更多

关键词 三维变形测试 双曝光全息干涉术 数字全息 四步数字相移法

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基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试 被引量：1

12

作者 李鹤 杨宇航 王文生 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期144-148,共5页

基于数字散斑剪切干涉术的原理,研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法,使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图,减少了由于剪切元件分束... 基于数字散斑剪切干涉术的原理,研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法,使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图,减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失,实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程,控制剪切散斑干涉图的精确定向平移,得到了4个干涉图,实现了数字四步相移,代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移,从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程,也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明,该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程,也提高了测试精度,其精度可达到1/10波长。 展开更多

关键词 数字散斑剪切干涉术 数字四步相移法 数字图像处理 三维面型测试

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相移误差校正算法研究 被引量：1

13

作者 毕精会 钱晓凡 余灿麟 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期45-46,共2页

重构光场的相位是光学干涉计量的基础和难点,相移技术是其中重要的方法,但相移误差在实验中是很难回避的,从而引起相位重构出现误差,所以如何消除或减少相移误差对相位重构的影响是受普遍关注的问题。文章分析了在常用的四步相移中相移... 重构光场的相位是光学干涉计量的基础和难点,相移技术是其中重要的方法,但相移误差在实验中是很难回避的,从而引起相位重构出现误差,所以如何消除或减少相移误差对相位重构的影响是受普遍关注的问题。文章分析了在常用的四步相移中相移误差对相位重构的影响,给出了相移误差与相位重构误差的关系式,并提出了一种在离轴数字全息情况下,先通过条纹拟合计算相移误差量,继而修正重构相位误差的方法。文章给出了模拟计算和实验结果,证明该方法是有效的。 展开更多

关键词 相移误差 误差消除 相位重构 离轴全息 四步相移

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基于数字全息技术的透明材料厚度变化的测量 被引量：2

14

作者 盛伟 胡月球 汪家俊 《激光杂志》 北大核心 2018年第1期41-44,共4页

透明材料的厚度是材料的重要指标,本文提出了一种基于数字全息技术测量平板玻璃厚度变化的方法。该方法采用平行光透射待测玻璃,并采用数字全息的方法记录和重建透射光,通过透射光的相位变化绘制玻璃厚度变化的三维形貌图。为了克服零... 透明材料的厚度是材料的重要指标,本文提出了一种基于数字全息技术测量平板玻璃厚度变化的方法。该方法采用平行光透射待测玻璃,并采用数字全息的方法记录和重建透射光,通过透射光的相位变化绘制玻璃厚度变化的三维形貌图。为了克服零级与共轭像对原始物光的干扰,引入四步相移与频域滤波技术,实验验证取得了理想的效果。 展开更多

关键词 全息 形貌测量 四步相移 频域滤波

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四步相移法的非线性相位误差补偿方法

15

作者 赵贤凌 刘建生 +1 位作者 张华煜 武迎春 《中北大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第3期373-379,共7页

在相位测量轮廓术中,测量系统的gamma非线性是相位误差的主要来源.系统gamma非线性使变形光栅条纹图像中出现高次谐波,从而引起展开相位存在周期性误差.对于四步相移法,三次谐波是引起周期性误差的主要因素.通过建立四步相移法的相位误... 在相位测量轮廓术中,测量系统的gamma非线性是相位误差的主要来源.系统gamma非线性使变形光栅条纹图像中出现高次谐波,从而引起展开相位存在周期性误差.对于四步相移法,三次谐波是引起周期性误差的主要因素.通过建立四步相移法的相位误差和主相位的关系模型,在系统gamma值未知的情况下,对非线性相位误差进行了补偿.计算机仿真表明,当系统的gamma值为2.2时,使用本方法补偿前后的相位误差波动幅值分别小于0.006 3rad和0.000 354rad;实验证明,一个平面白板展开相位的均方根(RMS)在误差补偿后从0.035rad降低到0.007rad,相位误差的最大值从0.086 7rad减小到0.030 8rad. 展开更多

关键词 误差补偿 四步相移法 gamma非线性 三次谐波 谐波系数

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基于可见光的三维图像处理技术

16

作者 陈琳 刘姝 刘莉莹 《沈阳工程学院学报（自然科学版）》 2015年第4期365-369,共5页

多频投影条纹是一种光学形貌测量技术。利用多频条纹投影技术,针对实物建立了被测物体模型,实验表明:该测量技术具备实时快速、全场测量以及无损测试等众多优点,同时还具有非常高的精度,能对不连续物体进行三维形貌测量,高精度还原被测... 多频投影条纹是一种光学形貌测量技术。利用多频条纹投影技术,针对实物建立了被测物体模型,实验表明:该测量技术具备实时快速、全场测量以及无损测试等众多优点,同时还具有非常高的精度,能对不连续物体进行三维形貌测量,高精度还原被测物体的真实三维形貌。 展开更多

关键词 多频投影 正弦条纹 四步相移

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基于条纹反射测量技术的太阳能热发电聚光镜面形检测方法研究

17

作者 卢振武 魏秀东 《科技资讯》 2016年第3期173-174,共2页

提出了基于条纹反射测量技术的太阳聚光器面形检测方法,使用投影仪在光屏上投射黑白相间的正弦条纹,经被测镜反射后成像于相机,采用四步相移算法计算像面上和光屏上点的对应关系,然后运用迭代算法拟合被测镜方程及镜面上各个点法线方向... 提出了基于条纹反射测量技术的太阳聚光器面形检测方法,使用投影仪在光屏上投射黑白相间的正弦条纹,经被测镜反射后成像于相机,采用四步相移算法计算像面上和光屏上点的对应关系,然后运用迭代算法拟合被测镜方程及镜面上各个点法线方向。面形测量精度达0.2 mrad。试验验证了测量方法的正确性和可行性,研制了测量设备原理样机,并进行了相关测量试验,结果表明,测量设备达到了国际先进水平。 展开更多

关键词 太阳能热发电 条纹反射测量技术 四步相移算法

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单周期条纹双四步相移投影仪的标定方法 被引量：5

18

作者 冀红彬 张慧博 +3 位作者 范京京 刘今越 戴士杰 王志平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期102-109,共8页

针对投影仪标定方法中存在畸变及倾斜投影引起条纹周期、条纹级数变化的问题,提出一种单周期条纹双四步相移投影仪的标定方法.设计生成横向和纵向各两组单周期条纹图像,经投影仪投影到带有圆形标识的标定板上,相机同步采集标定板图像,... 针对投影仪标定方法中存在畸变及倾斜投影引起条纹周期、条纹级数变化的问题,提出一种单周期条纹双四步相移投影仪的标定方法.设计生成横向和纵向各两组单周期条纹图像,经投影仪投影到带有圆形标识的标定板上,相机同步采集标定板图像,叠加由双四步相移获得的两幅相位主值图,对叠加相位主值图相位展开,利用展开的绝对相位值计算投影仪像素坐标值,最终将投影仪标定转换为成熟的相机标定.实验结果表明:仿真投影仪标定实验准确度的最大重投影误差约为0.4pixel,均方根误差为0.132 96pixel;实际投影仪标定实验准确度的最大反投影误差约为0.46pixel,均方根误差为0.143 12pixel;实验结果与仿真结果的最大反投影误差相差15%,均方根误差相差7.6%.与现有的采用三频相位展开进行投影仪标定的方法相比,投影光栅图像数可减少8幅.该方法改善了现有投影仪标定方法的不足,标定准确度和标定效率均得到提高. 展开更多

关键词 光学测量 光栅投影 投影仪标定 双四步相移 单周期条纹

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激光投影和四步移相法在微型元件测量中的应用与实现

19

作者 陈镔 杨儒骁 《长春师范大学学报》 2020年第12期16-23,共8页

采用微型激光投影技术产生干涉条纹,结合CCD传感器采集图像数据,通过整合四步相位移动测量方法,测量微小元件高度、面积和体积。针对不同的材质使用多波长激光干涉条纹,提高微小元件三维形貌测量的精度。通过Savitzky-Golay滤波器改善... 采用微型激光投影技术产生干涉条纹,结合CCD传感器采集图像数据,通过整合四步相位移动测量方法,测量微小元件高度、面积和体积。针对不同的材质使用多波长激光干涉条纹,提高微小元件三维形貌测量的精度。通过Savitzky-Golay滤波器改善测量过程中的系统误差,对微小元件形貌测量可以达到微米级的分辨率。实验证明,激光投影和四步移相测量法在微型元件中平均测量误差可以达到±10μm,具有很高的实用价值。 展开更多

关键词 激光投影 四步移相法 微型元件测量 三维测量

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基于系统非线性校正与滤波的相位测量 被引量：3

20

作者 乔闹生 龙永福 +2 位作者 严波 曹斌芳 黎小琴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期94-100,共7页

相位测量系统中投影仪输出与CCD输入变形条纹光强之间的非线性导致频谱混叠,影响测量精度,为了消除他们之间的非线性关系,提高相位测量精度,分析了系统非线性产生的基本原因,提出了一种基于系统非线性校正与滤波的相位测量方法.首先校... 相位测量系统中投影仪输出与CCD输入变形条纹光强之间的非线性导致频谱混叠,影响测量精度,为了消除他们之间的非线性关系,提高相位测量精度,分析了系统非线性产生的基本原因,提出了一种基于系统非线性校正与滤波的相位测量方法.首先校正由投影仪中伽马畸变产生的系统非线性,然后采用低通滤波器对校正后输出的频谱进行滤波,只保留频谱中的基频成份,最后采用四步相移法对变形条纹进行相位测量.MATLAB仿真与实际实验结果表明,所提方法的系统非线性校正与滤波效果较好,有助于提高相位测量精度. 展开更多

关键词 相位测量 非线性校正 低通滤波 四步相移法 条纹投影

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