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题名利用三频外差实现的小视场三维测量系统
被引量：13
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作者
艾佳
刘守起
刘元坤
张启灿
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机构
四川大学电子信息学院光电系
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出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期39-44,共6页
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基金
国家重大仪器专项(2013YQ490879)资助项目
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文摘
搭建了一套小视场的三维面形测量系统。该测量系统采用基于DLP4500芯片开发的高速数字投影模块套件实现条纹图像的高速投影和相机的同步触发图像采集。利用该投影模块向小视场物体表面投影三种不同频率的相移条纹图,相机同步记录受到物体表面形貌调制而发生形变的条纹,分别计算出三组条纹对应的截断相位图,再进行两次外差得到频率为1的相位分布,以此为基准往回展开得到连续的相位分布,从而重建被测物体的三维面形分布。实验成功重建了以硬币为代表的小视场(8 mm×6 mm)物体在100μm深度范围内的表面三维形貌。
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关键词
三维测量
三频外差法
相移
时间相位展开
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Keywords
3D shape measurement
tri-frequency heterodyne method
phase shifting
temporal phase unwrapping
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
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题名基于虚拟相位平面的相位展开方法
被引量：5
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作者
李凤娇
张启灿
刘守起
吴应山
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机构
四川大学电子信息学院
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出处
《影像科学与光化学》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期185-192,共8页
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基金
国家自然科学基金(61675141)
国家重大仪器专项(2013YQ490879)项目资助
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文摘
在基于相位分析的三维测量系统中,为了准确地得到物体的高度,相位展开扮演着很重要的角色。传统的相位展开方法常常需要额外的投影图,而傅里叶变换轮廓术只需要采集一幅或两幅变形条纹图就可以实现对物体轮廓的测量,其方法速度快,易于实现。针对傅里叶变换轮廓术方法计算得到的截断相位分布,本文提出了一种利用截断相位与参考平面相位差值2π的整数倍数获得截断相位的正确级次,辅助相位展开的方法。当被测物体较复杂,或者相位截断次数较多时,该方法在已有参考平面相位的基础上虚拟新的相位平面,依次比较截断相位和虚拟相位,进行多次分级相位展开,结合多个展开相位结果,最终得到正确的展开相位。该方法展开速度快,展开错误不会蔓延传递。仿真和实物实验结果证明了该方法的可行性,说明该方法可用于傅里叶变换轮廓术中进行截断相位的快速展开。
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关键词
相位展开
三维面形测量
傅里叶变换轮廓术
虚拟相位平面
高度重建
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Keywords
phase unwrapping
3D shape measurement
Fourier Transform Profilometry
virtual phase plane
height reconstruction
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名GPU加速三维面形测量（英文）
被引量：9
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作者
赵亚龙
刘守起
张启灿
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机构
四川大学电子信息学院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2018年第3期213-219,共7页
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基金
国家自然科学基金(61675141)
国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ490879)
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文摘
随着通用计算和图形显示需求的不断增加,图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)在医学、科学计算、图像处理等领域得到了广泛的应用。但它在三维测量领域的应用还只是一个开始。文中基于傅里叶变换轮廓术(Fourier Transform Profilometry,FTP)和三频外差法设计了两套三维测量系统,并利用计算统一设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)方法,加速了静态或动态物体的三维重建。在三频外差测量系统中,需要利用高速数字投影模块和相机,同步触发采集小视场表面的12个变形条纹图,然后对图像数据进行处理。实验结果表明:对12幅1 360 pixel×1 024 pixel大小的图像进行相位展开运算,GPU方法比CPU方法的效率提高了2 089倍。在基于FTP方法的测量系统中,摄像机只需记录一幅变形条纹图,然后拷贝到显存中,并用CUDA编程的算法进行处理,进而重建出物体的三维面形。基于GPU的FTP方法对一幅1 024 pixel×1 280 pixel大小的图像进行计算,其计算时间比CPU方法缩短了27倍。
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关键词
三维面形测量
GPU
条纹投影
傅里叶变换轮廓术
三频外差
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Keywords
3D shape measurement
GPU
fringe projection
Fourier transform profilometry
tri鄄frequency heterodyne
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分类号
TN247
[电子电信—物理电子学]
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