用于三维位移测量的投影栅和图像相关的研究

摘要

本文将用于三维位移测量的数字投影栅相位轮廓术和数字散斑图像相关方法作为两个主要研究方面，针对若干关键技术环节进行了系统研究。 在数字投影栅相位轮廓术中，提出了自适应小波变换相位解调法和抗混叠轮廓术，利用小波变换对栅频变化的自适应性，由小波变换解调相位，通过小波分解重构变形栅背景，降低频率混叠，由频谱反演扩展恢复基频；提出了改进的自动参考栅和数字双频光栅技术，由物面变形栅局部相位经数学运算构建理想参考面相位，通过不同灵敏度双频复合光栅，由不同精度相位整合得到物体高精度相位，提高了测量实时性；将直接相位差算法用于改进轮廓术相位差求取过程，简化了相位去包裹环节；发展和实现了单频、双频投影栅仿真系统。 针对如何提高数字散斑相关方法的计算速度、精度及如何实现三维位移测量的关键问题进行了研究。在遗传算法和数字散斑相关方法的基础上，提出了基于遗传算法和拟牛顿法的数字散斑相关方法，用归一化相关系数作为遗传算法目标函数，由遗传算法和邻域赋初值法确定拟牛顿法的迭代初值，使计算速度和精度均有提高；将双目立体视觉技术引入数字散斑相关方法中，建立和实现了三维数字散斑相关方法、三维数字标记法，对单边裂纹薄橡胶板拉伸和厚橡胶板压缩的位移进行了实验测量；将散斑图像识别技术引入投影栅相位法中，实现了基于投影栅相位法的三维位移测量方法，由散斑图像相关识别技术实现变形前、后同名点的匹配，由物体变形前后空间位置的变化求取三维位移，拓展了投影栅的应用范围。

目录

文摘

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第一章前言

1.1本文选题的背景

1.2选题的意义

1.3本文主要工作

第二章数字投影栅三维轮廓测量

2.1引言

2.2改进的参考栅技术

2.3双频光栅轮廓术

2.4抗混叠傅里叶变换轮廓术

2.5自适应小波变换相位解调法

2.6直接相位差方法

2.7投影栅相位法仿真

2.8本章小结

第三章基于遗传算法和拟牛顿法的数字散斑相关方法

3.1引言

3.2数字散斑相关方法

3.3基于遗传算法和拟牛顿法的数字散斑相关方法

3.4本章小结

第四章三维位移测量技术及应用

4.1引言

4.2双目视觉原理

4.3基于投影栅和图像相关的混合法

4.4三维数字散斑相关方法

4.5数字标记法

4.5.1二维数字标记法

4.5.2三维数字标记法

4.6误差与精度分析

4.7本章小结

第五章全文总结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢