提出了一种结合颜色、格雷码和正弦光栅的编码新方法, 用于测量空间分离物体的三维面形。该彩色格雷码正弦条纹图案表现为用颜色信息编码的正弦条纹图案, 利用此条纹图案来记录物体的三维面形数据。首先投射一幅彩色格雷码正弦条纹来调制被测物体的三维信息, 摄像机拍得物体表面的变形条纹图, 然后应用傅里叶变换方法获取截断相位, 根据编码特征进行解码来指导截断相位的展开, 获得展开相位, 进而恢复出物体的三维面形。该方法编码稳定, 解码方法可靠, 只需要拍摄一幅图, 就可以较好地重建空间分离物体的三维面形。空间分离物体的实验结果以及与基于调制度排序的截断相位二维空间展开结果的对比, 均证明了该方法的正确性和可行性。

多尺度窗口傅里叶变换法根据条纹信号的瞬时频率梯度来确定信号的局域平稳长度,再由局域平稳长度来控制窗口的尺度,即窗口的尺度和局域平稳长度成正比。使用多尺度窗口傅里叶变换法来使条纹信号的频谱局域化,可以在条纹信号的频率分辨率和空间分辨率之间达到一种较佳的调和。针对多尺度窗口傅里叶变换三维形貌测量技术中局域平稳长度提取算法的不足进行了改进,使窗口尺度的选取更具合理性,对变形光栅基频提取更精确,进一步减小了位相测量的误差。给出了理论分析、计算机模拟以及实验结果。

将投影光栅法三维面形测量用于激光烧融坑测量,提出根据激光烧融坑形貌测量求出作用激光的功率密度分布 的方法,并讨论测量方法的可行性。最后,给出根据测量结果预计激光热处理相变硬化带并与实验测量进行比较的实例。

提出了一种测量三维面形的新方法.将随机数字散斑投影到参考平面上,深度方向等间距平移参考平面,用CCD摄取时间序列散斑参考集R(t).然后用被测物体取代参考平面,获取物体调制散斑图像O.O中的任意子图像O(x,y)与参考平面簇中对应位置的时间序列子图像R(x,y;t)之间的交叉相关值曲线呈高斯分布,其峰值位置就是被测物点的高度.该方法摆脱了以前数字散斑测量法水平相关思路,是真正的时间序列相关方法;且原理简单,测量精度高,不需要复杂的相位展开和校准过程,特别适用于测量突变面形和空间离散面形.根据测量结果的误差特征,提出了相关值加权邻域平均插值算法,能得到比邻域平均算法更好的测量结果.