1 东南大学土木工程学院江苏省工程力学重点实验室，江苏 南京 211189
2 山东理工大学交通与车辆工程学院，山东 淄博 255090
对棱镜分光式单目立体视觉系统进行了深度方程的推导，修正了棱镜位姿偏移引入的成像误差，分析了位姿引起的成像视场变化。该系统由一个相机与两个具有相同参数的双棱镜组成，相机单次拍摄可获取两幅具有视差的子图像，这可视为两个具有一定夹角的虚拟相机同时成像。采用虚拟点模型与光线追踪法推导深度方程，建立视差与深度方程参数之间的关系，进一步研究了系统中物距与夹角对图像深度信息与视差的影响。棱镜组的人为放置，不可避免地引入位姿误差，进而影响每个成像通道中的成像视场。基于棱镜的旋转与偏移，建立了修正的虚拟点模型，并深入研究了棱镜组位姿对系统成像与视场产生的影响；最后通过实验验证了理论与推导的有效性与准确性。
测量 单目立体视觉 棱镜位姿 深度方程 系统误差 视场评估
1 东南大学江苏省工程力学重点实验室, 江苏 南京 211189
2 山东理工大学交通与车辆工程学院, 山东 淄博 255049
基于激光光路的光波随机相位扰动,分析了电子散斑干涉实时图像相减时模态条纹图的形成机理,提出了一种振幅涨落测量法。搭建了用于离面振动分析的电子散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量系统,并对完整和含狭缝的悬臂铝板的振动特性进行了实验研究。实验结果表明,实时图像相减模式获得的模态条纹图对比度明显优于其他方法,得到的前10阶模态条纹图与有限元法计算结果具有良好的一致性。相比于电子散斑干涉法,数字剪切散斑干涉法对试样局部的刚度变化和缺陷更敏感。
相干光学 时间平均-电子剪切散斑干涉法 时间平均-数字剪切散斑干涉法 振动模态测量 有限元模拟
Author Affiliations
Abstract
1 School of Transportation and Vehicle Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China
2 Department of Engineering Mechanics, Southeast University, Nanjing 210096, China
This Letter demonstrates a novel lateral shear interferometer system for simultaneous measurement of three-dimensional (3D) shape and thickness of transparent objects. Multi-frequency fringe patterns can be created by tilting mirrors at different inclination angles. With a single camera, the multi-frequency fringes are recorded in one image. The phase-shift of the fringes can be generated synchronously only by moving a plane-parallel plate along an in-plane parallel direction. According to the feature of transparent materials, the thickness and 3D shape can be reconstructed simultaneously based on the relationship between the in-plane displacement and their characteristics. The experiment was conducted on a thin transparent film subjected to a shearing force, which verifies the feasibility of the proposed system.
120.3180 Interferometry 120.6650 Surface measurements, figure Chinese Optics Letters
2018, 16(3): 031201
栅线投影三维测量中通过标定技术把二维的相位信息转化为高度信息，提出了一种基于双参考平面的等相位坐标标定方法。该方法利用被测物体上相位和两个参考平面上相位相同的位置坐标，通过线性插值得到物体表面的高度，而不是传统方法中将物体上的相位直接减去参考平面上同一坐标下的相位得到绝对相位，再建立高度和绝对相位之间的函数关系（将此类方法称为等坐标相位法）。所提方法能够同时解决相位高度转换以及由于栅线投影系统的非线性响应导致的非正弦性误差的问题。理论和实验证实了该方法的有效性。结果显示，等相位坐标法得到的主要由条纹的非正弦性引起的均方根(RMS)误差不到等坐标相位法的一半。
图像处理 三维形貌测量 标定 等相位坐标 非正弦误差
1 山东理工大学 交通与车辆工程学院, 山东 淄博 255049
2 徐州建筑学院, 江苏 徐州 221008
提出了一种测定透明材料厚度的新方法。该方法是基于透明材料对光的折射特点, 利用光斑点面内位移与材料厚度的变化关系, 将厚度的测量转化为对面内位移的测量。将此方法与数字图像相关法相结合, 实现了单摄像机对厚度的测定。对轴向拉伸状态下的有机玻璃板的厚度变化进行了测定, 将实验结果与理论值进行了对比, 两者符合较好, 证明了该实验方法的有效性和可行性。
厚度 透明材料 数字图像相关 thickness transparent material digital image correlation (DIC)
