为了得到白光干涉颜色与样品厚度等物理量的对应关系, 研究了给定光程差条件下干涉色的标准计算机表示方法。基于CIE 1931 XYZ色度系统, 由已知的标准照明体相对光谱功率分布, 计算了迈克耳孙干涉仪白光干涉场中每一点的XYZ值, 处理了将其转换为红绿蓝(RGB)系统时出现的负值问题, 实现了颜色的连续性显示。给出了理想波面的白光等厚、等倾干涉图, 并采用真实干涉波面以及实际光源得到了仿真白光干涉图。该方法可以在已知光源光谱功率分布的情况下, 方便迅速地得到干涉场的干涉色分布, 从而为解决玻璃应力测量、薄膜厚度测量等问题提供了依据。

在模拟分析投影仪伽马非线性对相位误差影响的基础上,提出一种直接分析投影光栅特征并建立相位误差查找表的算法,对相位误差进行补偿。该算法通过分析一组投射到标准白色平板上的光栅图像,确定光栅相位值与相位误差的对应关系,并量化存储在一个查找表中,测量过程中使用查找表对相位误差进行补偿。实验结果表明,该方法可大大降低由投影仪伽马非线性引起的相位误差,系统测量精度达到0.043 mm,比误差补偿前提高了5.6倍。

三维扫描-德国GOM道姆 ARAMIS 3D三维应变光学测量系统.docx

在深入分析二维高斯分布公式的基础上，通过将光斑中心整像素坐标和亚像素坐标进行分离，推导出一种无需求解广义逆矩阵的高斯曲面解析算法，该方法综合利用窗口内的所有像素灰度信息，通过解析表达式直接计算高斯分布光斑的亚像素中心位置；并且对传统高斯曲面拟合法求解过程进行了优化，提出一种更加高效的定参高斯拟合法。与传统高斯曲面拟合法相比，提出的两种方法具有基本相同的稳定性和定位精度，但运行效率分别提高了278倍和78倍以上。

用全息原理和方法研究相移相位测量,得到了N步整周期相移再现物光波复振幅同步叠加函数(N步相移函数),同时提出一种新的相移相位测量误差分析和最大误差估计方法。N步相移干涉图是以理想平行光为参考光的无衍射同轴全息图,将其与对应的相移参考光相乘后求和得到N步相移函数;在理想情况下,这是一种复振幅分离、测量和物光波复振幅函数同步叠加方法,存在误差时计算出的相位是最小二乘方法的最佳期望结果。利用N步相移函数得到的N+1步相移函数,说明非理想N步相移函数是理想N步相移函数与误差函数之和,可以把相位型误差转化为与振幅和强度相对误差同等的误差来对待,降低了相位测量中误差估计的难度,给出了N步相移算法最大误差的估计方法和公式。

为了解决在运用相移技术和二元光栅编码结构光进行相位展开时存在的误码问题,提出了一种新的互补型二元光栅编码。通过多投一幅格雷码图案,并利用格雷码相邻码字之间Hamming距离为1的特点,设计出互补的两种编解码方式。利用两种编码出现误码位置的不同,并结合相移技术解决了去包裹过程中的误码问题。论述了互补型二元光栅编码的设计方法及特点,并详细分析了基于互补型二元光栅编码的相位展开过程。计算机模拟和三维重建实验清楚地表明,提出的互补型光栅编码能很好地解决了误码问题且具有很高的可靠性。

基于光纤干涉投影傅里叶变换轮廓术，提出了减小其测量物体形貌中误差的方法。在理论上分析了光纤干涉在接收屏上的光强分布，并通过分析得到其强度满足一定的高斯分布。在条纹预处理过程中对其进行光强校正，校正后的条纹频谱基频成分更加清晰。分析了条纹非正弦性引起的相位误差，在测量结果上对其进行补偿。通过仿真实验得出，经过所提出方法处理后的面形恢复精度比未处理前有了很大程度的提高。实物实验对给定标准件进行测量，验证了这种方法的正确性。

现代光学测量方法通过计算机实时控制，对数据和图像进行采集和处理，代替眼睛进行 对准、定焦和读数。曲率半径的接触式测量由精密数显编码器和曲率半径计算软件实现，面型测量 使用激光干涉仪、CCD 和计算机进行干涉图的采集和计算，焦距、后焦距、曲率半径的自动光电测 量方法代替了传统光具座，高精度传递函数测试仪测量MTF 极大地提高了测量操作的简易性和灵活 性。采用光电传感器、计算机辅助、高精度、综合测试是现代光学测量的显著特征。

提出将激光多普勒测速仪(LDV)应用于车载惯性导航系统提供速度参数。阐述了激光多普勒测量自身速度的基本原理,设计了参考光束型LDV,并运用跟踪滤波、频谱细化及频谱校正技术对多普勒信号进行处理。理论分析与实验表明,参考光束型LDV解决了双光束不能进行离焦测量的难题;跟踪滤波器实时跟踪多普勒信号,去除基底信号和部分噪声,提高了信噪比;频谱细化和频谱校正技术,提高了频谱分辨率,使提取的多普勒频率更接近于真实值,减小了系统的测量误差。LDV可以为车载惯导系统提供有效的速度信息。

 为了提高pcb铣刀鱼尾槽切削的精度和效率，设计了一套影像检测系统并研究铣刀刃面的图像处理算法，根据铣刀刃面的特征，设计了专门的照明系统来获取清晰的，变形小的铣刀刃面图像，采用边缘检测算法对图像进行边缘提取，并对所提取的边缘采用基于空间矩的亚像素算法进行图像边缘的亚像素定位，然后采用直线拟合等一系列算法对铣刀刃面图像进行尺寸计算和缺陷检测。