一、空间编码与灰度投影相结合实现高效3-D形貌测量的研究（论文文献综述）
左超,陈钱[1]（2022）在《计算光学成像：何来，何处，何去，何从？》文中指出计算光学成像是一种通过联合优化光学系统和信号处理以实现特定成像功能与特性的新兴研究领域。它并不是光学成像和数字图像处理的简单补充，而是前端（物理域）的光学调控与后端（数字域）信息处理的有机结合，通过对照明、成像系统进行光学编码与数学建模，以计算重构的方式获取图像与信息。这种新型的成像方式将有望突破传统光学成像技术对光学系统以及探测器制造工艺、工作条件、功耗成本等因素的限制，使其在功能（相位、光谱、偏振、光场、相干度、折射率、三维形貌、景深延拓，模糊复原，数字重聚焦，改变观测视角）、性能（空间分辨、时间分辨、光谱分辨、信息维度与探测灵敏度）、可靠性、可维护性等方面获得显着提高。现阶段，计算光学成像已发展为一门集几何光学、信息光学、计算光学、现代信号处理等理论于一体的新兴交叉技术研究领域，成为光学成像领域的国际研究重点和热点，代表了先进光学成像技术的未来发展方向。国内外众多高校与科研院所投身其中，使该领域全面进入了“百花齐放，百家争鸣”的繁荣发展局面。作为本期《红外与激光工程》——南京理工大学专刊“计算光学成像技术”专栏的首篇论文，本文概括性地综述了计算光学成像领域的历史沿革、发展现状、并展望其未来发展方向与所依赖的核心赋能技术，以求抛砖引玉。
葛旭文[2]（2021）在《彩色光栅投影的动态三维形貌测量技术研究》文中研究说明光栅投影三维测量技术通过相位分布来描述投射光栅场的空间分布,具有信息量大、单次全场测量、测量精度高、测量速度快、非接触测量等众多特点。目前广泛应用于工业检测、文物保护、医疗建模、虚拟现实、逆向设计等领域行业。在这些领域行业中不乏存在针对运动物体进行三维形貌测量需求,目前针对动态三维测量的使用设备、开发成本昂贵,限制了该技术的推广使用。对此本文重点研究了一种以低成本开发的基于彩色光栅投影动态三维形貌测量技术,主要研究内容包括:（1）针对测量系统存在的相位分布提取误差,分析了相位分布误差产生的来源,建立误差理论模型。将其划分为光强非线性响应误差与光栅周期、形状畸变误差两大类,提出多区域γ值非线性校正技术与半轴式特征提取光栅畸变自校正技术,可有效消除全场非线性误差水波纹现象与周期延拓误差造成的曲面畸变现象。经过校正后,测量误差标准差从校正前的3.560降低到校正后的0.102,约为34倍。（2）对彩色光栅的编码及相位分布提取展开了进一步研究,提出两种基于不同色彩模型（RGB模型与HSI模型）的解决方法。经设计实验分析,以传统思路设计的RGB单通道非线性校正法校正效果有限,相位重建效果较差。而基于HSI颜色模型提出的Hue-phase映射校正法,无需对RGB通道串扰进行校正,将相机捕获的RGB图片转换至HSI模型,根据其色调（Hue）的单调性以及与折叠相位相似特性可将其当作相位进行处理,与理想相位相互映射,建立查询表进行相位补偿校正。经实验验证,三维重建效果接近相移法。同时以四步相移法提取相位为基准,与基于单帧灰度光栅重建的傅里叶变换轮廓术进行相位提取对比实验,其提取相位均方根误差0.0512比傅里叶变换轮廓术的均方根误差0.0986降低约2倍。（3）研究开发了由投影仪、相机、滑动导轨、计算机等组成的基于彩色光栅投影的动态三维形貌测量系统及系统配套软件。利用Visual Studio 2017集成开发环境开发了重建系统配套软件。在系统标定后,对运动工件勺子进行动态三维测量。提出一种彩色光栅掩膜提取法,去除背景点与瑕疵点,减少相位计算时间,提高相位重建效率与质量。实现了相位提取并完成三维重建,其精度达到预期效果。
刘江辉[3]（2021）在《基于空域能量积分编码调制的微结构数字光刻方法研究》文中提出基于数字微反射镜（Digital Micro-Mirror Device,DMD）的数字光刻方法使用DMD作为动态掩模图案生成装置,有效的避免了使用物理掩模版所引入的加工成本和工艺缺陷,同时也可以结合步进曝光或者扫描曝光等方式获得较好的加工效率和产出率,在二维平面微纳结构加工及三维微纳结构加工方面有着巨大的优势和良好的应用前景。然而,目前对于基于DMD的数字光刻技术的研究主要围绕在系统结构改善与加工原理优化,缺少对数字光刻技术本身潜力的开发运用。为此,本课题针对DMD器件的类三维空间光场调制能力进行了详细的研究分析,并探索了这一特性在数字光刻技术中的具体应用,从而进一步提升了数字光刻技术低成本、高效率、高灵活性的性能优势。首先,基于数字光刻系统的模型分析。本文在起始章节详细的阐述了基于DMD的数字光刻实验系统及子系统模块,并对其中的核心系统进行了拆解分析,包括照明系统方案的选择与设计、光学检焦方案的选择与设计、投影成像系统的参数耦合分析等。随后结合实验室实际工艺环境与本课题的研究需求,搭建了最小分辨率约为1.3um,曝光视场约为1.4mm×1.05mm的数字光刻实验系统。在此实验系统的基础上,开展了如下研究:（1）结合DMD动态生成掩模图案的特性,在分层切片式的类三维光场多步调控方法的基础上,对比分析了基于脉冲宽度编码调制的类三维光场单步调控方法,并以此建立了DMD像素化光场的类三维调控模型。（2）通过理论推导与实际曝光测试,分析了光敏介质与类三维光场的三维相互作用关系,提出了一种基于像素点灰度编码的曝光场均匀性优化技术,在无需成本的同时可以有效改善数字光刻系统的加工能力。（3）校正补偿了DMD类三维光场调控中由于脉冲触发沿等因素引起的非线性效应,从而实现了像素点光场强度的精确控制,在此基础上实现了一种平面微复眼结构的快速制备,并通过后续的表面形貌及光学性能测试验证了本方法加工复杂三维微结构的有效性。（4）在基于部分相干成像理论的基础上,仿真分析了数字光刻技术在小尺度出现的光学邻近效应现象,并结合DMD类三维光场与光敏介质在二维层面上的相互作用模型,提出了一种基于像素点编码优化的光学邻近效应优化方法,通过编码方式精确控制微反射镜在像方的光场能量并改善投影曝光区域的尺寸,通过逐点修正的方式优化理想曝光图案与实际曝光图案之间的不匹配度。本课题研究了目前数字光刻技术中存在的主要缺陷,且围绕DMD的类三维光场调控技术提出了相应的解决方案,并通过理论分析、数值仿真与实验验证的方式,验证了本课题提出方案的有效性,从而进一步拓展数字光刻低成本、高效率、高灵活性的工艺特点,并为数字光刻向更低尺度的发展提供了理论依据和技术支撑。
韩瑞路[4]（2021）在《航空发动机叶片类零件三维重建与缺陷检测关键技术研究》文中研究说明航空发动机叶片类零件是军用和民用航空发动机中的重要零部件,其形状复杂,损伤后只能送往国外维修,存在维修周期长,成本高等问题。因此加快攻关航空发动机叶片类零件修复工艺中的感知、测量、修复、磨抛等关键技术研发,对我国航空事业的发展具有重大意义。基于3D视觉技术的叶片类零件三维重建和缺陷检测,是航空发动机叶片类零件修复及磨抛机器人系统中的关键工艺和首要环节,叶片类零件的三维重建精度、速度、缺陷识别准确率等指标是机器人修复及磨抛系统的关键指标,其中涉及到系统搭建、系统标定、点云拼接、缺陷检测等一系列关键技术。基于此,本课题从3D结构光视觉系统标定方法与实验、三维重建算法、3D结构光视觉系统设计以及三维点云拼接与缺陷检测四个方面对航空发动机叶片类零件三维重建与缺陷检测关键技术进行了深入研究,研究成果可为后续机器人自动修复以及磨抛提供理论基础与技术依据。本文主要工作如下:（1）通过对三维重建原理的研究,完成三维重建算法。基于航空发动机叶片类零件修复及磨抛机器人系统工艺流程和三维重建原理,设计3D结构光视觉系统,完成3D结构光视觉实验平台设计与搭建。基于Visual Studio 2017开发环境,Qt、OpenCV和PCL第三方库,使用C++编程语言,实现了系统标定、投影仪投射、三维重建与点云拼接和缺陷检测4个软件系统的功能模块。（2）通过对相机成像原理和投影仪成像原理的研究,采用张氏标定法完成了3D结构光视觉实验平台中相机、投影仪、相机-投影仪、双目相机和转台硬件设备的标定实验,获得各设备的内参矩阵和外参矩阵。使用标准球对该重建系统进行精度验证,得出系统重建偏差在30μm左右,并使用重建算法对真实航空发动机叶片进行三维重建实验。（3）通过研究粗拼接和精拼接算法,对转台4个视角和双目2个视角下点云进行拼接实验,验证该拼接算法的可靠性。通过对传统二维缺陷检测和三维缺陷检测方法的对比,提出了基于欧氏距离的缺陷检测方法,并使用不同颜色三维显示缺陷大小。使用该缺陷检测方法对凹坑缺陷和凸起缺陷进行实验验证。
马艳洋[5]（2021）在《基于条纹投影的单像素三维成像技术研究》文中进行了进一步梳理传统的二维探测成像是采集场景信息的最常用办法,这种探测方法丢失了深度信息,无法获取场景中物体的真实距离,在此基础上发展而来的三维测量技术有效地弥补了这一不足。作为一种新兴的成像技术,基于单像素探测的关联计算成像方法因其以时间成本换取空间信息的特点,在极弱光场及宽光谱成像等领域具有很高的应用价值,将单像素成像技术应用于三维测量领域中,有效地拓宽了传统光学三维测量技术的应用场景。本论文首先介绍了光学三维成像技术的主要分类和基本原理,并重点讨论了基于条纹投影轮廓术的三维测量方法。作为当下应用最广泛的主动式三维测量方法,该技术具有系统简单、测量精度高、成像速度快、技术成熟的优点,傅里叶条纹轮廓术和相移相位测量术是其中最具代表性的两种测量方法。介绍了单像素成像三维测量技术的发展后,分别从理论和实验两方面介绍了条纹投影轮廓术与单像素成像方法结合的三维测量方式,证明了单像素三维成像技术在宽光谱成像方面的优势,并就测量的精度和稳定性进行了分析。基于傅里叶条纹轮廓术的红外单像素三维重构方法,采用红外光源进行主动扫描成像,采用傅里叶条纹轮廓术的相位提取办法获得折叠相位,使用相位解包算法获得绝对相位。建立起相机坐标系到世界坐标系的映射关系,获得绝对相位到距离信息的转化模型,计算得到待测场景中的深度信息分布,实现了一种设备简单、鲁棒性高的红外单像素三维测量系统模型。基于相移相位测量术的单像素三维测量方法,利用相移相位测量轮廓术的高精度和高稳定性优势,在一定程度上弥补了单像素成像分辨率较低的不足。实验中采用相移相位测量办法,在二维强度图中提取得到绝对相位,并近似地采用平行投影的相位高度映射模型,借助于棋盘格的标定办法完成了相位到真实距离的转化,并通过对标准具进行三维测量,分析了系统的测量精度和误差,最后讨论了限制系统精度的可能原因。本论文从理论和实验出发,将基于条纹投影的相位测量轮廓术与单像素成像技术相结合,拓宽了单像素三维成像的实现方法。基于傅里叶条纹轮廓术的单像素三维重构方法,验证了单像素三维成像技术在特殊波段的成像能力,为搭建低成本的宽波段三维器件提供了一种新思路。另外,首次将相移相位测量术应用到单像素三维成像中,实现了一种高精度和稳定性的单像素三维测量办法,为单像素三维成像技术的实用化提出了更多可能性。
王衍田[6]（2021）在《三维测量中条纹结构光立体匹配及生成算法的研究》文中指出结构光三维测量技术具有结构简单、精度高、速度快等特点,广泛应用于工业检测、机器导航等诸多领域,成为近些年来的研究热点。为了适应测量系统小型化、低成本化的发展需求,本文选择国产MEMS光机作为结构光投射设备,它相较于DLP投影仪具有体积小、成本低、功耗低等优势,但相应测量系统只能使用条纹。在现有的使用条纹的结构光法中,要么是测量精度高,但条纹数量较多而测量速度慢,要么是测量速度快,鲁棒性、测量精度却不高,存在的不足之处在于:难以在测量精度和测量速度上都达到令人满意的效果。本文针对上述问题进行研究,提出了可靠的解决方案,在尽量不损失测量精度的情况下减少条纹数量,大幅度提升了测量速度。本文的主要研究工作概括如下:首先,根据课题要求,搭建了由MEMS光机、左右红外相机组成的双目三维测量系统,完成了系统标定;同时,基于该测量系统,获取了大量不同人脸的条纹图像及Ground Truth数据,并分别给出了用于视差图、三维模型图的误差评估方法。其次,对于条纹图像的匹配问题,提出了一种基于ZNCC（Zero-mean Normalized Cross-Correlation）的条纹结构光立体匹配算法。对条纹图像进行人脸检测、降噪、极线校正等预处理后,将互相关标准ZNCC迁移过来处理条纹图像匹配而得到粗匹配结果,并利用一致性检测、抛物线拟合等方法来精细化该结果。实验结果证明此匹配算法精度较高,能有效处理条纹图像的匹配。最后,对于条纹的生成问题,提出了一种基于ZNCC的最优条纹结构光生成算法。这里使用前述算法来进行匹配,通过分析条纹与匹配误差之间的关系后,建立了双目视觉下条纹生成的理论优化模型,并引入多个假设得到了模拟条纹图像的生成公式,推导出了该模型的可解数学形式。使用前面获取的人脸数据生成训练集和测试集后,随机梯度下降算法可用来求解该优化模型而得到最优条纹。设计了多个仿真及实际实验,实验结果证明使用更少的最优条纹仍能达到较高的测量精度,提升了测量速度。
周坪[7]（2021）在《钢丝绳视觉无损检测与评估方法研究》文中研究指明钢丝绳作为最重要的挠性构件之一,在如矿井提升系统、起重机、电梯、索道等各类提升运输系统中被广泛应用。由于其工作特性,在服役过程中不可避免的因异常摩擦、刮擦、碰撞、咬绳、弯曲疲劳等问题对钢丝绳绳体,尤其是绳体表面,造成断丝、磨损等损伤,若不能及时的检测或更换,甚至可能导致钢丝绳失效,发生提升运输系统重大安全事故,威胁使用人员生命财产安全。因此,使用可靠且高效的钢丝绳无损检测方法对保障钢丝绳的健康运行具有重要意义。然而,由于钢丝绳结构的复杂性、工作环境的多样性和检测方法的局限性,目前钢丝绳无损检测方法尚存在智能化程度低、检测效果差、检测的损伤信息不完全、无法对损伤状态及时作出可靠估计和评价等问题。本文针对目前钢丝绳无损检测与评估方法存在的不足,以视觉法为中心,引入群智能优化、深度学习、有限元、力学拉伸等方法及技术手段,开展钢丝绳图像采集与处理、损伤视觉识别、损伤量化估计、状态评估以及视觉动态采集与检测实验等研究,以解决损伤目标小、干扰大、形貌复杂、评估困难的问题,以期实现钢丝绳表面损伤的高效检测与评估,提高钢丝绳状态健康运维水平。主要研究内容包括:1)介绍了钢丝绳基础和数据驱动算法理论基础;结合实际情况分析了钢丝绳的工况条件和常见的损伤类型,以掌握其共性特点;设计了视觉检测评估方法总体方案,在建立全绳表面累积损伤视觉状态模型架构基础上,对方案进行了分析、设计和说明,为全文的展开作铺垫。2)为获得清晰而规范的钢丝绳图像数据,研究了钢丝绳图像高效采集与规范化处理方法。首先,根据视觉感知理论,建立了钢丝绳视觉感知模型,推导了各感知参数间的关系;然后,设计了钢丝绳周向图像采集系统基本架构,为实际应用提供依据和参考;接着,提出了图像数据规范化处理方法,对图像数据进行位姿调整、感兴趣区域提取和滤波去噪等处理,实现了非规范化位姿和光照下钢丝绳图像的预处理;最后,建立了钢丝绳动态视觉采集实验系统,并进行了动态采集实验。结果表明,钢丝绳图像动态采集成像受曝光时间影响较大,应在较大光照强度下设置较小曝光时间进行拍摄,且对于小目标损伤需采用倍镜成像。3)为解决钢丝绳表面损伤难以准确检测的问题,研究了数据驱动的钢丝绳表面损伤视觉识别方法。首先,提出了数据驱动的绳表面损伤视觉识别方法架构;然后,研究了基于特征工程的绳表面损伤分类方法,依次从多因素影响分析、多纹理特征提取与融合、优化算法设计及分类结果进行了研究,探明了特征算子、特征维数、算法性能对分类效果的影响;接着,为进一步提高损伤分类的智能化程度,研究了基于卷积神经网络的绳表面损伤端对端分类方法,基于Le Net-5进行设计以使其满足钢丝绳损伤分类任务,实现了绳损伤的准确分类;接着,为实现钢丝绳表面损伤的定位识别,引入深度目标检测算法,研究了基于改进YOLOv3的绳表面损伤识别方法;最后,搭建了损伤模拟实验平台,结合视觉动态采集实验系统,进行了钢丝绳表面损伤视觉动态检测识别实验。结果表明,对于钢丝绳表面损伤检测,端对端算法相较于基于特征工程的算法,检测精度高、过程更加智能化,无需人工提取特征过程,更加适用于实际工程应用。4)为掌握表面损伤钢丝绳的健康状态,研究了基于表面量化累积损伤的钢丝绳状态评估方法。首先,设计了表面累积损伤钢丝绳状态评估策略,建立起钢丝绳损伤视觉检测与状态评估的联系。然后,结合图像处理技术,提出了损伤程度量化估计方法。接着,基于该策略,为构建状态累积库,首先建立有限元模型进行有限元仿真分析,揭示拉伸载荷下不同损伤钢丝绳应力应变分布特性,定性探明损伤对力学性能的影响;然后对累积断丝和磨损损伤下的钢丝绳进行了拉伸试验研究,探明了表面量化累积损伤下的钢丝绳机械性能,定量掌握不同损伤下实际剩余机械强度。最后,结合试验、仿真结果与相关规程,对钢丝绳健康状态进行了评价。结果表明,通过所提评估方法能在一定程度上掌握钢丝绳表面损伤下的状态,而由于受钢丝绳不同型号、结构、损伤情况的影响,规程给出的指标可作为状态评估的大致参考值。本论文有图127幅、表20个、参考文献177篇。
李思寒[8]（2021）在《基于机器视觉三维成像与卷积神经网络的目标识别研究》文中提出在工业生产中安全是首要任务,但日益复杂的工业现场环境给安全生产带来了极大挑战。当前工业现场常用的安全监测方法有:基于人工的巡查方法、基于机器视觉三维成像的目标识别方法、基于卷积神经网络的目标识别方法。人工巡查的检测精度、频率和范围都是有限的,因此基于机器视觉三维成像和基于卷积神经网络的目标识别方法得到了广泛应用,并能够运用于极端恶劣环境中,但基于机器视觉的三维检测方法自动化程度仍然不高,往往需要辅以人为监测。针对以上问题,本文首先对基于机器视觉的三维成像方法进行研究,提出了基于张氏的加权标定法,并将该方法应用于采用半周期反向相位误差补偿的相移条纹投影三维成像系统中,提高了工件尺寸的三维测量精度和成像检测精度。进一步地,本文研究了基于卷积神经网络的目标识别方法,建立了VGG16结合早停法的模型,该方法能够有效减少训练成本,实现了对工业现场漏液的自动快速检测。本文的主要研究工作和创新如下:1、本文分析了标定板角点的重投影误差分布规律,并提出了基于张氏的加权标定法。该方法根据二维高斯数学模型建立加权目标函数,通过迭代计算得到相机参数的最优解,提高了系统整体校准精度,使标定的重投影误差从0.0434减小为0.0232。并将加权标定法应用于采用半周期反向相位误差补偿的相移条纹投影三维成像系统中,消除了非线性响应造成的周期性相位谐波误差,有效提升了三维成像显示效果和三维测量精度。2、本文分析了噪声模型、图像滤波和分割算法,并根据图像中背景噪声过多、目标物体表面噪声较少且形状较为规律的特点,提出了中值滤波结合人工框选的Otsu阈值分割算法,该方法有效地消除了相机拍摄时投影仪亮度高造成的图像噪声并保留了目标物体的边缘信息。3、本文搭建了工业现场管道漏液检测系统,该系统采用了VGG16结合早停法的模型,并通过与多种基于卷积神经网络的模型进行对比,验证了该模型的优越性:其训练准确率为99.44%,预测准确率达到97.00%,单张预测时间最短约为0.2s,综合性能最优,且该模型原理较为简单,易于实现,系统搭建成本较低,可以满足工业现场的检测需求。
张贵阳[9]（2021）在《基于立体视觉的飞行器物理仿真动态多信息测量方法研究》文中提出飞行器物理仿真试验是飞行器研制过程中不可或缺的一部分,随着航空航天技术的不断发展与进步,对飞行器仿真系统功能的需求也日趋多样化。然而在大量的复杂仿真试验中却发现,尽管仿真模型、仿真技术、仿真环境已经有了质的飞越,对于仿真数据的来源依然停留在理想假设或带有较大偏差的统计水平上。当前,基于摄像学与计算机技术相结合的视觉测量技术已成为一种具有重要意义的非接触测量手段。因此,本文以视觉测量技术在飞行器地面仿真任务中的应用为背景,针对飞行器物理仿真试验中结构参数、相对运动关系等高精度外部参数测试的需求,展开对飞行器物理仿真动态多信息全场测量技术的研究,实现全视场内地面飞行器运动轨迹、形貌轮廓、位姿参数等信息的精确获取,为待测飞行器的动态性能分析与评估提供可信的数据支持。本文研究工作主要从以下几个方面进行展开:（1）视觉测量系统中的相机高精度标定是实现精确测量的重要基础,针对空间目标位姿测量环境下的相机参数标定问题,提出基于双更新策略加权差分进化粒子群优化的相机标定方法。通过引入交替因子来控制每一次迭代过程中加权差分进化算法和粒子群优化算法的调用比例,根据概率计算规律选择相应的算法完成对种群的优化,并通过信息交流机制利用加权差分进化操作得到的个体去引导粒子群优化操作中的个体进化过程,所采用的加权差分进化算法能够保证种群个体进化的多样性和有效性,并且与相机非线性标定模型参数进行耦合,同步实现单相机参数的组合非线性、全局连续优化。（2）针对细长型和大尺寸飞行器试件的三维变形信息全场测量问题,提出一种基于多相机网络联合约束优化的数字图像相关变形测量方法。多相机联合约束关系的引入,使相机网络中任意两个CCD相机可以被绑定为一个整体,并完成试件的部分区域测量,然后将测量结果映射到统一参考坐标系下,从而减小了因直接进行全场测量而导致较大非线性成像畸变的影响,并且能够避免牺牲相机的有效空间分辨率。此外,基于多相机网络联合约束关系构建了散斑立体配准的新型相关函数,能够将图像对间同名点立体匹配的亚像素搜索区域准确地限制在对极线附近,而不是整个图像上,从而缩小了搜索空间、提高了搜索效率。与此同时,基于多相机网络联合约束优化的数字图像相关方法能够实现相机间位置及姿态参数的优化求解,进一步提高了散斑点空间三维坐标的重构精度,从而提高变形信息的测量精度。（3）针对大视场范围下飞行器运动位姿参数测量易受模型累积误差、成像畸变、已知特征信息不足等因素的影响问题,设计并构建一种新型视觉测量模式。建立了适用于视觉测量过程中的多源特征数据融合模型,克服特征点的单一性与低效性;然后构建基于特征点云信息双向传递的闭合测量模式,改变传统方法中从图像数据到空间特征信息传递的单向过程,将已确认的空间数据作为控制信息返回至测量处理过程中,增加了解算冗余信息,提高了飞行器运动参数估计的稳定性与可靠性。（4）最后,针对视觉测量过程中散斑特征匹配耗时较长问题,仅在算法上的优化和改进难以使解算速度获得跨数量级的提升,因此通过NVCC编译CUDA源程序的GPU并行计算模式,提高了散斑匹配的亚像素搜索效率。通过NVCC编译CUDA源程序的GPU并行编程方式具有很强的灵活性,解决了Mex脚本和其他语言程序交互时的障碍问题,同时不受重载函数的限制,使变形测量程序总体运算性能达到一个较优状态,实现了较高的运算加速比。此外,通过CUDA异构并行算法对地面飞行器大尺寸模拟翼面进行三维平移测量和动态立体变形测量实验,获得了较好的实验效果,为实现目标立体变形的实时测量与输出奠定了理论与技术基础。
沈远闻[10]（2020）在《数字条纹投影技术算法研究》文中认为数字条纹投影三维形貌测量技术因其非接触、全场测量、实时、高精度等众多优点,成为光学三维测量领域中一个具有代表性的技术。在工业零件检测、测距、逆向工程、三维地图绘制、生物医学、目标识别、服装设计等领域都有着广泛的应用前景。本文主要围绕数字条纹投影三维测量技术中Gamma非线性相位误差补偿、随机相移相位提取算法展开了有关研究。在数字条纹投影三维测量技术中,由于投影仪和相机之间灰度值的非线性响应,导致投影光栅条纹偏离了标准正弦特性。因此在条纹相位提取时带有较大的相位误差,是投影光三维形貌测量的一个主要误差来源。Cai等人提出了基于全局相位误差模型的相位补偿方法,但该方法需要通过预先系统标定确定模型参数,并且由于误差估计推导时用到了多次近似处理,导致相位误差补偿与实际情况不一致,存在一定的偏差。针对Cai方法的局限性,基于谐波能量最小原理,提出了一种通过搜索估价函数极值来确定最优误差模型参数的方法,该方法通过确定模型参数,来对相位进行误差补偿。因此,该方法是一种被动补偿算法,无需复杂繁琐的预标定处理,另外,由于采用天牛须搜索算法极大减小了极值搜索的计算工作量。模拟和实验结果,验证了该方法能明显提高Cai方法的相位误差补偿精度。Vargas将主成分分析应用于干涉条纹的相位解调,传统的PCA相位提取算法只适用于等步长相移。目前,基于PCA随机相移相位提取算法存在一定的限制,例如:只适用于特定步数相移条纹,无法有效消除背景光强,相位提取的结果对光场分布不均匀性非常敏感等。针对目前的研究现状,本文提出了任意步数随机相移的椭圆拟合PCA相位解调算法。利用椭圆拟合将PCA提取的主成分进行正交化处理,对椭圆进行修正时,引入了椭圆离心角参数,使得提取的相位精度更为准确。考虑背景光强和调制系数分布不均匀的实际情况对椭圆拟合的影响,提出了归一化条纹椭圆拟合方法。讨论了归一化条纹时,不同处理模式对相位提取精度的影响,提出了最佳模式方案。实验结果表明,所提算法可以有效用于随机相移条纹的相位提取,同时能够处理光场分布不均匀情况,将原用于干涉测量中的条纹处理算法成功推广应用到数字条纹投影三维形貌测量技术中。搭建了投影光栅三维形貌测量实验平台,利用MATLAB 2019b编程语言,开发、设计实现了上述算法,并进行了大量的实际测量实验,实验和处理分析结果都验证了本文方法的有效性。
二、空间编码与灰度投影相结合实现高效3-D形貌测量的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、空间编码与灰度投影相结合实现高效3-D形貌测量的研究（论文提纲范文）
（1）计算光学成像：何来，何处，何去，何从？（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 计算光学成像：何来？ |
| 1.1 成像系统的雏形 |
| 1.2 光学成像系统的诞生——金属光化学摄影 |
| 1.3 第一次成像革命——感光版光化学摄影 |
| 1.4 第二次成像革命——胶卷光化学摄影 |
| 1.5 第三次成像革命——数码相机 |
| 1.6 第四次成像革命——计算成像?! |
| 2 计算光学成像：何处？ |
| 2.1 功能提升 |
| 2.1.1 相位成像 |
| 2.1.2 光谱成像 |
| 2.1.3 偏振成像 |
| 2.1.4 三维成像 |
| 2.1.5 光场成像 |
| 2.1.6 断层(体)成像 |
| 2.1.7 相干测量 |
| 2.2 性能提升 |
| 2.2.1 空间分辨 |
| 2.2.2 时间分辨 |
| 2.2.3 灵敏度 |
| 2.2.4 信息通量 |
| 2.3 成像系统简化与智能化 |
| 2.3.1 单像素成像 |
| 2.3.2 无透镜成像 |
| 2.3.3 自适应光学 |
| 2.3.4 散射介质成像 |
| 2.3.5 非视域成像 |
| 2.3.6 基于场景校正 |
| 3 计算光学成像：何去？ |
| 3.1 优势 |
| 3.1.1“物理域”和“计算域”的协同 |
| 3.1.2 潜在的“通用理论框架” |
| 3.2 弱点 |
| 3.2.1 成本与代价 |
| 3.2.2 数学模型≈甚至于≠物理过程 |
| 3.2.3 定制化vs标准化 |
| 3.2.4 技术优势vs市场需求 |
| 3.3 机会 |
| 3.3.1 科学仪器 |
| 3.3.2 商业工业 |
| 3.3.3 国防安全 |
| 3.4 威胁 |
| 4 计算光学成像：何从？ |
| 4.1 新型光学器件与光场调控机制 |
| 4.2 高性能图像传感器的发展 |
| 4.3 新兴的数学与算法工具 |
| 4.4 计算性能的提升 |
| 4.4.1 专用芯片 |
| 4.4.2 新材料和新器件 |
| 4.4.3 云计算 |
| 4.4.4 光计算 |
| 4.4.5 量子计算 |
| 4.5 人工智能 |
| 5 结论与展望 |
（2）彩色光栅投影的动态三维形貌测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题的研究背景与意义 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| §1.2.1 动态物体三维形貌测量技术 |
| §1.2.2 彩色光栅投影的三维形貌测量技术 |
| §1.3 论文主要工作及结构安排 |
| §1.3.1 主要研究内容 |
| §1.3.2 论文结构安排 |
| 第二章 光栅投影三维形貌测量系统原理 |
| 2.1 单相机结构光三维测量系统的基本模型 |
| §2.1.1 远心投影面结构光三维测量系统模型 |
| §2.1.2 发散投影面结构光三维测量系统模型 |
| §2.1.3 相位-高度映射关系 |
| §2.2 物体表面相位分布提取方法 |
| §2.2.1 相移原理 |
| §2.2.2 相位展开计算 |
| §2.2.3 相位提取实验及对比分析 |
| §2.3 彩色光栅编码技术 |
| §2.3.1 彩色光栅条纹设计 |
| §2.3.2 彩色光栅编码特点及优势 |
| §2.3.3 彩色光栅相位提取仿真实验及结果分析 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 非线性响应和光栅畸变校正技术 |
| §3.1 非线性响应和光栅畸变 |
| §3.1.1 镜头畸变 |
| §3.1.2 投影仪非线性效应 |
| §3.1.3 渐晕效应 |
| §3.1.4 光栅的梯形畸变和周期拓宽 |
| §3.2 多区域γ值非线性校正技术 |
| §3.2.1 非线性校正原理 |
| §3.2.2 实验及结果分析 |
| §3.3 半轴式特征提取光栅畸变自校正技术 |
| §3.3.1 自校正原理 |
| §3.3.2 实验及结果分析 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 基于Hue-phase映射彩色光栅相位提取技术 |
| §4.1 彩色光栅串扰 |
| §4.1.1 色彩模型介绍 |
| §4.1.2 彩色光栅投影串扰失真分析 |
| §4.2 彩色光栅串扰消除及相位提取技术 |
| §4.2.1 基于RGB通道传递函数消除法 |
| §4.2.2 实验及结果分析 |
| §4.2.3基于Hue-phase映射校正法 |
| §4.2.4 实验及结果分析 |
| §4.2.5 两种消除方法的比较 |
| §4.3 单帧光栅图相位提取实验对比 |
| §4.3.1 单帧光栅图相位提取技术简介 |
| §4.3.2 FTP法与本文彩色光栅相位提取技术对比 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 基于彩色光栅投影的动态三维形貌测量系统 |
| §5.1 测量系统构成及软件开发 |
| 5.1.1 系统硬件组成 |
| 5.1.2 系统软件开发 |
| §5.2 系统标定 |
| 5.2.1 相机标定 |
| 5.2.2 相位-高度标定 |
| §5.3 刚体运动物体的三维重构实验及结果分析 |
| 5.3.1 运动过程中的三维轮廓重建实验 |
| 5.3.2 实验结果及分析 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 本论文研究总结 |
| §6.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（3）基于空域能量积分编码调制的微结构数字光刻方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 复制型微纳加工技术 |
| 1.2.1 光学投影光刻 |
| 1.2.2 纳米压印技术 |
| 1.3 生成型加工技术 |
| 1.3.1 电子束直写式曝光 |
| 1.3.2 微球超分辨光刻 |
| 1.4 数字光刻技术 |
| 1.4.1 空间光调制器简介 |
| 1.4.2 基于DMD的数字光刻技术基本工作原理 |
| 1.4.3 基于DMD的数字光刻技术研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容与章节安排 |
| 第2章 基于DMD的数字光刻系统设计及搭建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于DMD的数字光刻系统框架 |
| 2.2.1 照明系统 |
| 2.2.2 掩模生成器件:数字微镜(DMD) |
| 2.2.3 光学投影系统 |
| 2.2.4 光学检焦方案 |
| 2.3 系统集成及调试 |
| 2.3.1 光刻系统整体光路原理图 |
| 2.3.2 数字光刻系统零部件选购与加工 |
| 2.3.3 数字光刻系统调试 |
| 2.4 本章内容小结 |
| 第3章 基于DMD的类三维空间光场编码调制技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光敏介质的感光模型 |
| 3.2.1 正性/负性光刻胶 |
| 3.2.2 光刻胶的感光模型 |
| 3.3 基于聚合叠加方式的类三维光场多步调控方法 |
| 3.4 DMD类三维光场单步调控方法 |
| 3.4.1 基于空间编码调制的等效灰度调控方法 |
| 3.4.2 基于脉冲宽度编码调制原理的单步调控方法 |
| 3.4.3 基于脉冲宽度编码调制的类三维光场光刻理论 |
| 3.5 基于类三维光场编码技术的曝光场均匀性优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 类三维光场调控实现微复眼结构的快速制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仿生微复眼的研究现状 |
| 4.3 微复眼设计及成型工艺 |
| 4.3.1 微复眼结构设计 |
| 4.3.2 灰度编码掩模设计 |
| 4.3.3 微复眼的快速制备 |
| 4.4 仿生微复眼制备结果与分析 |
| 4.4.1 微复眼制备结果 |
| 4.4.2 微复眼器件形貌分析 |
| 4.4.3 微复眼光学性能分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 基于DMD的数字光刻中邻近效应编码校正技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数字光刻相关成像理论 |
| 5.2.1 Huygens-Fresnel原理 |
| 5.2.2 Fraunhofer衍射理论 |
| 5.2.3 部分相干成像理论 |
| 5.3 光学投影光刻中的邻近效应及其优化技术 |
| 5.3.1 光学邻近效应引论 |
| 5.3.2 常见的光学邻近效应优化技术 |
| 5.4 数字光刻中的邻近效应及其编码优化技术 |
| 5.4.1 数字光刻中的邻近效应 |
| 5.4.2 常规光学邻近效应优化技术的局限性 |
| 5.4.3 数字光刻中的邻近效应优化理论 |
| 5.4.4 优化结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作内容总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）航空发动机叶片类零件三维重建与缺陷检测关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 复杂曲面三维重建技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 主动视觉3D测量技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 被动视觉3D测量技术国内外研究现状 |
| 1.3 复杂曲面缺陷检测技术国内外研究现状分析 |
| 1.4 论文主要内容及结构安排 |
| 第二章 三维重建与3D结构光视觉实验平台设计 |
| 2.1 三维重建原理与算法 |
| 2.1.1 三维重建原理 |
| 2.1.2 三维重建算法 |
| 2.2 3D结构光视觉实验平台设计 |
| 2.2.1 硬件系统设计 |
| 2.2.2 软件系统设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 3D结构光视觉系统标定与三维重建实验 |
| 3.1 3D结构光视觉系统标定原理及方法 |
| 3.1.1 相机标定原理 |
| 3.1.2 投影仪标定原理 |
| 3.1.3 常用标定方法 |
| 3.2 3D结构光视觉系统标定方法与流程 |
| 3.3 3D结构光视觉系统标定实验 |
| 3.4 三维重建系统验证实验 |
| 3.5 三维重建实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于三维点云拼接与缺陷检测 |
| 4.1 航空发动机叶片类零件转台多视角点云拼接 |
| 4.1.1 点云预处理 |
| 4.1.2 点云拼接方法 |
| 4.1.3 转台拼接实验 |
| 4.2 航空发动机叶片类零件双目点云拼接 |
| 4.2.1 双目拼接方法 |
| 4.2.2 双目拼接实验 |
| 4.3 三维点云缺陷检测 |
| 4.3.1 缺陷检测方法 |
| 4.3.2 缺陷检测实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（5）基于条纹投影的单像素三维成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光学三维测量技术 |
| 1.1.1 被动式三维测量技术 |
| 1.1.2 主动式三维测量技术 |
| 1.2 基于条纹投影的三维测量技术 |
| 1.2.1 相位测量轮廓术 |
| 1.2.2 条纹投影的关键技术及发展趋势 |
| 1.3 单像素三维测量技术 |
| 1.3.1 单像素成像技术的发展 |
| 1.3.2 单像素技术的三维测量方法 |
| 1.4. 研究背景、意义和主要内容 |
| 1.4.1 研究背景和意义 |
| 1.4.2 主要内容及章节安排 |
| 第二章 基础理论 |
| 2.1 傅里叶变换轮廓术 |
| 2.1.1 投影条纹模型 |
| 2.1.2 高度提取 |
| 2.2 相位测量轮廓术 |
| 2.2.1 相位提取模型 |
| 2.2.2 相位展开模型 |
| 2.3 基于关联算法的单像素成像模型 |
| 2.3.1 基于强度关联的单像素成像 |
| 2.3.2 基于正交基矩阵的结构光调制 |
| 第三章 基于傅里叶变换轮廓术的红外单像素三维成像技术 |
| 3.1 理论模型 |
| 3.1.1 实验模型 |
| 3.1.2 相位高度映射模型 |
| 3.1.3 相位标定模型 |
| 3.2 实验过程及结果 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 标定结果 |
| 3.2.3 实验结果 |
| 3.3 实验结论 |
| 第四章 基于相移相位测量轮廓术的单像素三维成像技术 |
| 4.1 单像素成像系统的搭建 |
| 4.1.1 同步控制的常见实现办法 |
| 4.1.2 基于标志位的同步控制方案 |
| 4.2 实验模型 |
| 4.2.1 系统框架 |
| 4.2.2 抖动二元条纹图 |
| 4.2.3 相位恢复模型 |
| 4.3 实验和结果 |
| 4.3.1 条纹成像质量和系统标定结果分析 |
| 4.3.2 三维重构结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及获得的奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情祝表 |
（6）三维测量中条纹结构光立体匹配及生成算法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 三维测量技术 |
| 1.2.1 接触式测量方法 |
| 1.2.2 非接触式测量方法 |
| 1.3 结构光测量技术研究现状 |
| 1.4 研究内容与章节安排 |
| 第2章 三维测量的相关理论 |
| 2.1 相机成像模型 |
| 2.1.1 四个坐标系 |
| 2.1.2 线性成像模型 |
| 2.1.3 非线性成像模型 |
| 2.2 相机标定方法 |
| 2.3 双目测距原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三维测量系统搭建与图像数据获取 |
| 3.1 三维测量系统搭建 |
| 3.1.1 硬件方案 |
| 3.1.2 系统标定 |
| 3.2 图像数据获取 |
| 3.2.1 图像采集 |
| 3.2.2 Ground Truh |
| 3.2.3 误差评估 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于ZNCC的条纹结构光立体匹配算法 |
| 4.1 算法流程设计 |
| 4.1.1 图像预处理 |
| 4.1.2 立体匹配 |
| 4.1.3 二次匹配 |
| 4.2 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于ZNCC的最优条纹结构光生成算法 |
| 5.1 算法流程设计 |
| 5.1.1 准备所需数据 |
| 5.1.2 建立优化模型 |
| 5.1.3 求解优化问题 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）钢丝绳视觉无损检测与评估方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题的引出 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.5 全文组织 |
| 2 基础理论及钢丝绳视觉检测评估总体方案设计 |
| 2.1 钢丝绳基础 |
| 2.2 数据驱动算法理论基础 |
| 2.3 工况条件与损伤分析 |
| 2.4 全绳表面累积损伤视觉状态模型架构设计 |
| 2.5 总体方案设计与说明 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 钢丝绳图像采集与处理方法研究 |
| 3.1 钢丝绳视觉感知模型 |
| 3.2 周向图像采集系统设计 |
| 3.3 图像数据规范化处理 |
| 3.4 动态采集实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 数据驱动的钢丝绳表面损伤视觉识别方法研究 |
| 4.1 绳表面损伤识别方法架构 |
| 4.2 基于特征工程的绳表面损伤分类方法 |
| 4.3 基于端对端的绳表面损伤分类方法 |
| 4.4 基于目标检测算法的绳表面损伤定位识别方法 |
| 4.5 表面损伤视觉动态检测识别实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 表面量化累积损伤下钢丝绳状态评估方法研究 |
| 5.1 状态评估策略 |
| 5.2 表面损伤程度量化估计方法 |
| 5.3 损伤状态累积库的构建 |
| 5.4 状态评价分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 论文创新之处 |
| 6.3 存在不足和研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于机器视觉三维成像与卷积神经网络的目标识别研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 基于机器视觉三维成像的目标识别方法 |
| 1.2.1 三维测量系统模型 |
| 1.2.2 系统模型标定方法 |
| 1.3 基于卷积神经网络的目标识别方法 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 1.4.1 论文主要研究目的及内容 |
| 1.4.2 论文章节安排 |
| 第二章 数字图像处理 |
| 2.1 图像噪声模型 |
| 2.2 图像滤波算法 |
| 2.3 图像分割算法 |
| 2.3.1 基于边缘检测的图像分割法 |
| 2.3.2 基于最大类间方差法的阈值分割 |
| 2.4 实验结果 |
| 2.4.1 滤波算法实现 |
| 2.4.2 滤波结合边缘检测算法 |
| 2.4.3 中值滤波结合Otsu阈值分割 |
| 2.4.4 三维成像 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 相移条纹投影三维成像系统 |
| 3.1 相机成像光路模型 |
| 3.1.1 针孔成像模型 |
| 3.1.2 相机镜头畸变模型 |
| 3.2 基于张氏标定法的加权标定法 |
| 3.2.1 张氏标定法计算内外参数 |
| 3.2.2 特征点权重模型 |
| 3.2.3 非线性加权优化 |
| 3.3 相移条纹投影 |
| 3.3.1 标准四步相移法 |
| 3.3.2 相位打包裹 |
| 3.3.3 相位展开 |
| 3.4 相位误差模型及补偿 |
| 3.4.1 相位误差模型 |
| 3.4.2 半周期法反向相位误差补偿 |
| 3.5 实验结果 |
| 3.5.1 标定实验 |
| 3.5.2 系统实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于卷积神经网络的目标识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 卷积神经网络模型 |
| 4.2.1 图像分类模型 |
| 4.2.2 早停法 |
| 4.2.3 模型评价 |
| 4.3 工程实际应用 |
| 4.3.1 系统搭建 |
| 4.3.2 传统图像处理方法及结果分析 |
| 4.3.3 基于CNN-VGG16 模型的图像处理技术 |
| 4.3.4 对比实验 |
| 4.3.5 不同应用场景 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
| 1)参加的学术交流与科研项目 |
| 2)发表的学术论文(含专利和软件着作权) |
（9）基于立体视觉的飞行器物理仿真动态多信息测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 飞行器物理仿真动态多信息测量技术研究现状 |
| 1.3 基于立体视觉的多信息测量相关问题研究现状 |
| 1.3.1 立体相机参数高精度标定算法研究现状 |
| 1.3.2 基于数字图像相关方法的变形测量研究现状 |
| 1.3.3 立体视觉位姿估计关键问题研究现状 |
| 1.3.4 基于GPU并行运算的视觉测量应用研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 飞行器多信息立体视觉测量系统相机参数高精度标定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相机成像模型与标定问题分析 |
| 2.2.1 相机成像模型与畸变矫正 |
| 2.2.2 立体相机参数标定与非线性优化 |
| 2.3 圆形特征点亚像素边缘定位与偏心误差修正 |
| 2.3.1 考虑边缘模糊的改进Zernike矩子像素灰度估计 |
| 2.3.2 投影椭圆拟合与偏心误差修正 |
| 2.3.3 圆形特征点中心坐标定位结果分析 |
| 2.4 基于双更新策略加权差分进化粒子群优化的相机参数标定 |
| 2.4.1 粒子群优化算法 |
| 2.4.2 加权差分进化算法 |
| 2.4.3 基于双更新策略加权差分进化粒子群的相机参数标定 |
| 2.5 飞行器多信息立体视觉测量系统相机参数标定实验与分析 |
| 2.5.1 仿真实验与结果分析 |
| 2.5.2 实际标定实验与结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多相机网络联合约束优化的飞行器翼面三维变形信息测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数字图像相关方法测量原理 |
| 3.2.1 散斑图像子区匹配模型建立 |
| 3.2.2 双三次样条亚像素插值法 |
| 3.3 散斑图像子区亚像素时序匹配策略 |
| 3.3.1 Newton-Raphson迭代法的子区亚像素匹配 |
| 3.3.2 IC-GN迭代法的子区亚像素匹配 |
| 3.4 多相机网络联合约束优化的数字图像相关三维变形信息测量 |
| 3.4.1 多相机网络联合约束关系建立与优化求解 |
| 3.4.2 基于多相机网络联合约束优化的新型相关函数构建 |
| 3.4.3 三维重建与变形信息计算拟合 |
| 3.5 三维变形信息测量结果对比与分析 |
| 3.5.1 位移测量结果与分析 |
| 3.5.2 三维变形测量结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于多源数据双向传递的闭合测量模式与飞行器位姿信息解算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于多源数据双向传递的闭合测量模式建立 |
| 4.2.1 问题分析与描述 |
| 4.2.2 视觉测量中的多源数据融合模型搭建 |
| 4.2.3 立体视觉系统的闭合测量模式建立 |
| 4.3 多源数据双向传递的闭合测量模式下飞行器位姿信息解算 |
| 4.3.1 基于SVD的位姿变换矩阵估计 |
| 4.3.2 基于多相机扩展正交迭代算法的飞行器位姿信息估计 |
| 4.4 多源数据双向传递的闭合测量模式数值实验与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于GPU异构并行算法设计与多信息测量系统应用测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于CUDA架构的GPU并行计算实现方式 |
| 5.2.1 GPU硬件构架与CUDA程序执行原理 |
| 5.2.2 NVCC编译CUDA源程序的GPU并行编程实现 |
| 5.3 基于CUDA架构的变形信息测量并行算法设计与实现 |
| 5.3.1 基于新型相关函数的图像子区散斑匹配并行运算方案设计 |
| 5.3.2 基于CUDA架构的亚像素匹配并行算法性能分析 |
| 5.4 飞行器大尺寸模拟翼面动态立体变形信息测量应用 |
| 5.4.1 基于视觉的立体变形测量系统介绍 |
| 5.4.2 CPU串行与CUDA架构并行运算下的匹配速度对比 |
| 5.4.3 飞行器大尺寸模拟翼面三维平移测量实验 |
| 5.4.4 飞行器大尺寸模拟翼面动态立体变形测量实验 |
| 5.5 飞行器物理仿真动态位姿信息测量实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）数字条纹投影技术算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 三维测量技术的分类 |
| 1.1.2 三维测量技术的应用 |
| 1.2 数字条纹投影技术研究现状 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 研究内容与章节安排 |
| 第2章 数字条纹投影相关技术 |
| 2.1 相位解调算法 |
| 2.1.1 傅里叶变换法 |
| 2.1.2 相移法 |
| 2.2 相位解包裹 |
| 2.2.1 相位解包裹原理 |
| 2.2.2 多频相位解包裹 |
| 2.3 相位高度映射公式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于天牛须搜索相位误差补偿算法 |
| 3.1 条纹投影中的Gamma效应 |
| 3.2 Gamma效应的数学模型 |
| 3.3 基于BAS相位误差补偿算法 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于归一化条纹椭圆拟合PCA相位解调算法 |
| 4.1 主成分分析理论 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 数学理论与计算流程 |
| 4.1.3 与协方差矩阵的关系 |
| 4.2 椭圆拟合随机相移PCA相位解调算法 |
| 4.3 条纹归一化算法 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 主要工作总结 |
| 5.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表及录用学术论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、空间编码与灰度投影相结合实现高效3-D形貌测量的研究（论文参考文献）
- [1]计算光学成像：何来，何处，何去，何从？[J]. 左超,陈钱. 红外与激光工程, 2022
- [2]彩色光栅投影的动态三维形貌测量技术研究[D]. 葛旭文. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [3]基于空域能量积分编码调制的微结构数字光刻方法研究[D]. 刘江辉. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [4]航空发动机叶片类零件三维重建与缺陷检测关键技术研究[D]. 韩瑞路. 北方工业大学, 2021(01)
- [5]基于条纹投影的单像素三维成像技术研究[D]. 马艳洋. 山东大学, 2021(12)
- [6]三维测量中条纹结构光立体匹配及生成算法的研究[D]. 王衍田. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [7]钢丝绳视觉无损检测与评估方法研究[D]. 周坪. 中国矿业大学, 2021
- [8]基于机器视觉三维成像与卷积神经网络的目标识别研究[D]. 李思寒. 合肥工业大学, 2021(02)
- [9]基于立体视觉的飞行器物理仿真动态多信息测量方法研究[D]. 张贵阳. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [10]数字条纹投影技术算法研究[D]. 沈远闻. 山东大学, 2020(04)