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题名面向高反光表面的结构光面形测量方法
被引量：1
- 1
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作者
汪运
郭建英
梁浚哲
朱峰
陈光希
任茂栋
梁晋
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机构
西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室
西安交通大学微电子学院
新拓三维技术(深圳)有限公司创新实验室
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出处
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第1期42-52,共11页
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基金
国家重点研发计划项目(No.2022YFB4601802)
国家自然科学基金资助项目(No.52275543)。
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文摘
高反光表面复杂的反射性质会使面结构光测量时出现过度曝光和曝光不足的问题。为完整准确地重建被测表面,本文提出一种能根据被测表面反射强度预测曝光时间的多重曝光方法。首先,通过投射一系列不同曝光时间下的均匀灰度图像获得成像系统的相机响应曲线,同时计算得到能反映被测表面反射强度的辐照度图像。然后,通过模糊C均值聚类方法,自适应分割目标不同辐照度区域并获得各区域的中心辐照度,利用相机响应曲线预测不同反射区域的最优曝光时间。最后,结合多重曝光融合算法实现对高反光表面的三维重建。实验结果显示,所提方法能同时重建铝合金表面的强烈反光区域和过暗区域,重建误差小于0.5 mm,最大偏差降低了74.78%,标准偏差降低了48.96%。上述结果表明,所提方法能根据区域反射特性准确预测曝光时间,有效克服区域过曝和区域过暗带来的相位缺失和相位失真问题,完整准确地重建了高反光表面的不同反射区域。
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关键词
高反光表面
结构光
多重曝光
辐照度
聚类分割
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Keywords
highly reflective surface
structured light
multiple exposure
irradiance
clustering segmentation
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分类号
TH741
[机械工程—光学工程]
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题名逐像素调制的高反光表面三维测量方法
被引量：11
- 2
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作者
冯维
徐仕楠
王恒辉
熊芝
王选择
翟中生
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机构
湖北工业大学机械工程学院
现代制造质量工程湖北省重点实验室
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出处
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期488-497,共10页
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基金
国家自然科学基金(No.51805153)。
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文摘
高反光表面的三维面形测量是光学三维测量领域的难题之一,本文提出一种基于逐像素调制的高反光表面三维测量方法,可解决光学三维测量中因过度曝光而导致的相位信息无法获取的问题。首先,通过投影最大灰度值的灰度图识别饱和像素点的位置;然后,依据投影低灰度下横纵条纹图进行过饱和区域坐标匹配,并结合一种新的相机-投影仪强度映射关系,逐像素求解过饱和像素点的最佳投影灰度值;最后,投影重新生成自适应条纹投影序列,并结合多频外差相移法用于相位恢复和三维重建。实验结果表明:所提方法的间距平均误差和标准偏差均小于文中其他方法所得的测量值,相对于传统方法,该方法的平均误差减少了61.9%,标准偏差减少了67.7%。本文所提方法的调制度高,速度快,能保证很高的测量精度。
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关键词
三维测量
逐像素调制
高反光表面
自适应条纹投影
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Keywords
three-dimensional measurement
per-pixel modulation
highly reflective surface
adaptive fringe projection
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分类号
TH741
[机械工程—光学工程]
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题名高反光表面三维形貌测量技术
被引量：33
- 3
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作者
张宗华
于瑾
高楠
孟召宗
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机构
河北工业大学电气设备可靠性与智能国家重点实验室
河北工业大学机械工程学院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期96-108,共13页
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基金
国家重点研发计划资助(2017YFF0106404)
国家自然科学基金(51675160)。
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文摘
陶瓷、古文物以及金属工件等高反光物体表面的三维形貌测量在各个领域有大量的需求和应用。由于表面反射率变化范围较大以及相机灰度范围有限等问题,传统的条纹投影方法不能正确地测量高反光表面的三维形貌。综述了高反光表面三维形貌测量技术的国内外研究现状、应用领域和未来发展方向。首先,根据所采用原理和测量方法的不同,将现有的高动态范围三维形貌测量技术分为下述六类进行详细的介绍:多重曝光法、投影图案强度法、偏振滤光片法、颜色不变量法、光度立体技术以及其他技术。然后,详细的比较了各种技术的优缺点并归纳其适应性分析。最后,总结了高反光表面三维形貌测量技术的应用领域并展望了该技术的未来研究方向。基于文中综述的内容,使用者可根据不同的应用需求和测量条件选择相应的最佳三维测量方法,进而更精确的重建高反光表面的三维形貌。
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关键词
三维形貌测量
高动态范围
条纹投影
高反光表面
相位计算
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Keywords
3D shape measurement
high dynamic range
fringe projection
shiny surface
phase calculation
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分类号
TH741
[机械工程—光学工程]
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题名基于HDRI的高反光金属表面缺陷检测方法研究
被引量：8
- 4
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作者
冯维
刘红帝
汤少靖
孙国栋
赵大兴
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机构
湖北工业大学机械工程学院
现代制造质量工程湖北省重点实验室
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2019年第8期112-116,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(51675166,51805153)
精密测试及仪器国家重点实验室开放基金资助(pilab1801)
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文摘
为解决具有高反光特性的工业零部件的视觉检测难题,提出一种基于高动态范围成像(HDRI)的高反光金属表面缺陷检测方法,并针对传统方法中标定相机响应函数速度低的问题,提出一种改进的相机响应函数快速标定方法。首先搭建试验平台采集高反光金属表面序列图像;其次设计快速标定算法标定相机响应函数,获得图像像素值与曝光量之间映射关系;进而将不同曝光时间下的图像序列合成一幅高动态范围图像;最后运用自适应多阈值分割与Haar-like特征提取算法对合成的高动态范围图像进行表面缺陷检测。实验结果表明,文中方法在保证相机响应函数标定准确度的同时,具有计算量小、标定速度快的优点,而且合成的高动态范围图像细节清晰,满足高反光金属表面缺陷检测要求。
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关键词
高动态范围成像
相机响应函数
高反光表面
快速标定
缺陷检测
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Keywords
high dynamic range imaging
camera response function
high-reflective surface
fast calibration
defect detection
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TG88
[金属学及工艺—公差测量技术]
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题名基于动态视觉传感器的铝基盘片表面缺陷检测
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作者
马居坡
陈周熠
吴金建
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机构
西安电子科技大学人工智能学院
琶洲实验室(黄埔)
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出处
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期2407-2419,共13页
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基金
国家重点研发计划(2023YFA1008500)
陕西省自然科学基础研究计划(2024JC-YBQN-0627)
中央高校基本科研业务费专项资金(XJSJ23079,ZYTS24006)资助。
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文摘
现有视觉缺陷检测技术通常基于传统电荷耦合器件(Charge-coupled device,CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)相机进行缺陷成像和后端检测算法开发.然而,现有技术存在成像速度慢、动态范围小、背景干扰大等问题,难以实现对高反光产品表面弱小瑕疵的快速检测.针对上述挑战,创新性地提出了一套基于动态视觉传感器(Dynamic vision sensor,DVS)的缺陷检测新模式,以实现对具有高反光特性的铝基盘片表面缺陷的高效检测.DVS是一种新型的仿生视觉传感器,具有成像速度快、动态范围大、运动目标捕捉能力强等优势.首先开展了面向铝基盘片高反光表面弱小瑕疵的DVS成像实验,并分析总结了DVS缺陷成像的特性与优势.随后,构建了第一个基于DVS的缺陷检测数据集(Event-based defect detection dataset,EDD-10k),包含划痕、点痕、污渍三类常见缺陷类型.最后,针对缺陷形态多变、纹理稀疏、噪声干扰等问题,提出了一种基于时序不规则特征聚合框架的DVS缺陷检测算法(Temporal irregular feature aggregation framework for event-based defect detection,TIFF-EDD),实现对缺陷目标的有效检测.
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关键词
缺陷检测
动态视觉传感器
高反光表面
不规则特征提取
时序融合
事件相机
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Keywords
Defect detection
dynamic vision sensor(DVS)
highly reflective surface
irregular feature extraction
temporal fusion
event camera
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分类号
TG115
[金属学及工艺—物理冶金]
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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