1 河北工业大学 电气工程学院,天津 300401
2 河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,天津 300401
3 天津津航技术物理研究所,天津 300300
4 河北工业大学 机械工程学院,天津 300130
条纹投影轮廓术以其高速、高精度的优点在机械零件自动在线检测、汽车制造、文化遗产保护等领域得到了广泛的应用。然而,传统的条纹投影采用单一曝光时间或单一投影强度来测量高动态范围的物体,在反射率较大的区域会发生过度曝光,超过相机传感器的最大亮度范围,导致无法获得真实的强度和准确的三维数据。为解决此问题,利用彩色相机对单色条纹投影的不同颜色通道响应,提出了一种基于单色条纹投影的高动态范围物体表面三维测量方法。该方法投影蓝色条纹图到被测物体表面,彩色相机从另一个视角采集彩色条纹图像。从采集的彩色条纹图像中分离蓝绿通道对应的两个条纹图像。从蓝绿通道条纹图像中选择不饱和且调制度最大的一组像素生成蓝绿通道的掩膜图像,利用蓝绿通道的掩膜图像和蓝绿通道条纹图像合成高动态图像。然后应用相位解算方法和系统标定,实现高动态范围物体表面形貌的三维测量。实验验证了该方法的有效性。所提方法一方面减少了投影图像的数量,避免了复杂的计算问题,提高了测量效率;另一方面,不需要额外的硬件设施。
三维形貌测量 条纹投影 高动态范围物体 彩色相机 3D shape measurement fringe projection high dynamic range object color camera 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230327
光子学报
2021, 50(10): 1004003
Author Affiliations
Abstract
1 National Synchrotron Radiation Laboratory, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials, University of Science and Technology of China, Hefei 230029, China
2 College of Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China
3 CAS Key Laboratory of Materials for Energy Conversion, Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230029, China
Polymethyl methacrylate (PMMA) plate luminescent solar concentrators with a bottom-mounted (BM-LSCs) photovoltaic (PV) cell are fabricated by using a mixture of Lumogen Red 305 and Yellow 083 fluorescent dyes and a commercial monocrystalline silicon cell. The fabricated LSC with dye concentrations of 40 ppm has the highest power gain of 1.50, which is the highest value reported for the dye-doped PMMA plate LSCs. The power gain of the LSC comes from three parts: the waveguide light, the transmitted light, and the reflected light from a white reflector, and their contributions are analyzed quantitatively. The results suggest that the BM-LSCs have great potential for future low-cost PV devices in building integrated PV applications.
350.6050 Solar energy 040.5350 Photovoltaic 220.1770 Concentrators Chinese Optics Letters
2017, 15(6): 063501
1 厦门大学 物理与机电工程学院, 福建 厦门 361005
2 浙江工业大学 教育科学与技术学院, 杭州 310014
结合砂轮表面仿真及磨削过程的运动学仿真获得工件表面轮廓、形貌和粗糙度预计,可以作为磨削过程中的理论依据,是精密磨削加工技术中主要的研究内容之一。平行磨削技术是加工非轴对称非球面光学元件的重要手段,而相关的仿真过程报道还很少。提出一种基于平行磨削的精密磨削加工非球面表面生成的仿真方法,该方法主要包含使用高斯方法生成具有不同统计学特征的随机砂轮表面形貌,建立单磨粒运动轨迹方程和圆弧砂轮细分后与工件表面点接触的运动关系,据此给出平行磨削加工表面生成的数值算法,并对不同加工参数下的工件表面形貌进行仿真。仿真结果和测量结果的一致性验证了所给算法的正确性和有效性。
非轴对称非球面 平行磨削 圆弧砂轮 表面形貌 随机表面 nonaxisymmetric aspheric lens parallel grinding arc grinding wheel surface topography random surface