一、光学体视显微图像立体测量系统研究与开发（论文文献综述）
袁嫣红,罗宏利,袁海骏[1]（2022）在《数字化体视显微系统的深度测量》文中研究表明随着微系统、微控制等技术的不断发展,工业自动化和生产中对微观测量的需求日益增加,对精度、效率、成本等方面提出了更高的要求.针对这一现状,结合显微技术与双目视觉技术,以常用的体视显微镜及双相机构建了一个数字化显微视觉深度测量系统.首先设计连接件连接相机与显微镜并搭建测量系统;然后通过调整相机位置进行机构对准与系统参数标定,获取双目图与深度计算所需参数,建立视差与深度的对应关系;再基于CUDA设计一种快速的立体匹配算法计算视差图;最终完成视差图与深度图的转化,实现显微目标的深度测量并进行精度分析.利用体视显微镜放大倍率可调特性,完成的测量系统具有可调的分辨率和对应的视场.文中定量分析了测量分辨率、视差、精度之间的关系,并对几种微电容进行了测量及对比分析,同时将实验数据与现有的一些研究成果进行比较,结果表明,该数字化显微视觉测量系统速度快、精度高,对精密芯片、电子元器件等均有良好的深度测量效果,具有较大的实际意义.
王永红,张倩,胡寅,王欢庆[2]（2021）在《显微条纹投影小视场三维表面成像技术综述》文中研究说明智能制造不断向着精密化、微型化、集成化的方向发展,具有代表性的集成电路技术及其衍生出的MEMS等微型传感器技术等得以迅猛发展,快速精确地获取微型器件表面信息并进行缺陷检测对于集成电路和MEMS等产业发展具有重要意义。基于结构光的条纹投影技术具有非接触、高精度、高效率、全场测量等优点,在精密测量中发挥着重要的作用。近年来,显微条纹投影测量系统,包括其光学系统结构,系统标定,相位获取以及三维重建方法等各个方面取得了重大发展。本文回顾了显微条纹投影三维测量系统的结构原理,分析了不同于传统投射模型的小视场系统标定问题,介绍了显微投影系统结构发展过程,同时对由系统结构以及金属测量时造成的反光问题进行了分析,在此基础上,对显微条纹投影三维测量系统的发展前景进行了展望。
罗宏利[3]（2021）在《数字式双目体视显微系统设计》文中提出工业自动化的发展推动测量领域不断向高效化、精确化、微观化等方面拓展,近年来显微立体视觉广泛用于微观三维测量,在工业检测、医疗、微机电等领域均有良好的检测效果。显微立体视觉是通过搭建体视显微镜与双相机,获取微观视角下的双目图后进行立体匹配以实现目标三维重建的技术。本文以显微立体视觉系统为研究对象,研究一款结构简单、成本低廉且具有较高测量精度和测量速度的数字式体视显微系统。首先使用市面上常见的体视显微镜及双相机搭建一个基础显微系统,针对显微镜目镜与相机尺寸,设计一个可拆卸的目镜与相机的连接件,实现距离可调并且同轴心的连接。通过机构位置调整的设计、图像变化与位移关系的研究、非线性参数的标定及图像参数的调节后,采集合适的双目图像。其次基于CUDA架构平台研究高效、准确的立体匹配算法。包括进行双目图像对齐、预处理等步骤;另外对常用的SGBM立体匹配算法做出两点改进,一是提出新型复合BT代价改善多通道图片的边缘细节提取,增强匹配特征;二是提出基于图像金字塔的半全局匹配算法进行代价聚合获取视差,同时提高双目图匹配的效率,之后通过中值滤波与置信度检测进行后处理,得到良好的视差图。然后将得到的视差图转化为深度图,并以芯片、电容为目标对象,定量分析了图像放大倍数-视差值-精度之间的关系,通过对不同光照环境的图像处理分析了系统的局限性,同时更换高倍物镜及目镜研究7.5X至180X放大倍数下的误差范围与误差原因,确定了系统及算法的鲁棒性与准确性。与其他研究成果的对比也表明该系统在精度及速度上均具备较高的优势。研究的双目体视显微系统能够实现最高2μm误差范围的微观测量,针对1024*768分辨率的双目图像,可在0.1s内获得三维测量数据;根据深度图生成的点云图可以直观观察三维重建效果。利用本系统可以快速实现基于深度检测的应用开发,论文以线束端子的到位检测为例,结合CUDA、Qt编写的人机交互界面,通过图像形态学方法提取相应检测区域的深度,快速实现了端子检测应用。
刘旭[4]（2021）在《三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术》文中提出随着精密制造业的不断发展,器件结构设计趋向微型化,需要测试材料微小尺寸力学性能参数,为相关器件设计和性能评价提供合理的依据。现代光测力学技术作为实验力学的重要分支,因其具有非接触、全场测量、灵敏度高、无损等优点而广泛应用于力学性能测试领域。其中,三维显微图像相关力学性能测试技术更可对毫微米级试样进行力学性能测试。然而,三维显微图像相关力学性能测试技术在应用过程中也面临着一些问题和挑战。本文针对其中的几个关键问题进行深入研究,主要工作成果如下:（1）针对工程应用中材料毫微米级力学性能测试问题,研究一种基于体视显微镜成像的三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术,采用三维显微图像相关技术测量试样直接拉伸过程中的变形量,进而反演毫微米级尺寸试样的材料力学性能参数。（2）针对体视显微镜成像系统因景深小、光路较复杂、畸变大且分散等因素而难以精确标定的问题,本文提出了一种基于非共面特征点加权径向约束的标定方法,提高了成像模型参数的标定精度。该方法给予特征点不同的权重值,基于物点与像点的径向约束关系建立加权目标函数,经过迭代计算获取成像模型参数的最优解,标定结果的重投影误差小于0.2pixel。利用特征点的重投影误差构建显微成像系统的畸变偏差曲面,替代传统的非线性畸变模型。（3）本文通过模拟散斑图案的刚体平移、旋转、均匀和非均匀变形数值实验,分析了不同阶次形函数图像相关方法对计算精度的影响。根据试样单轴双向拉伸过程中局部变形大的特点,采用组合形函数近似子区域变形的图像相关方法计算全场变形量,有效避免单一形函数表征子区域变形产生的局部欠匹配或过匹配现象。在极线约束的基础上,利用视差曲面确定待测点的预估匹配点,可以进一步缩小匹配点的搜索范围。针对对应点匹配中存在的误匹配点,采用环形闭合检验的方法剔除粗大误差数据。（4）针对微小尺寸试样的夹持、微位移加载问题,本文设计了一种基于蜗轮蜗杆反向滚珠丝杆传动的微拉伸机,蜗轮蜗杆多级减速机构提供了极大的减速比,使得微拉伸机的稳定拉伸速度达到0.07μm/s,可以获取试验中试样整个拉伸过程,便于图像相关方法计算试样的全场变形和应变。反向滚珠丝杆的传动方式可以实现试样真正的原位拉伸,有效避免试样一端固定另一端拉伸时出现根部断裂的现象。（5）利用QT平台编写了三维显微图像相关力学测试系统的软件界面,实现图像和数据的采集、微拉伸机控制、系统标定、显微图像相关计算、三维坐标计算和显示以及反演材料弹性模量、泊松比等力学性能参数等功能,使用状态迁徙图保证拉伸试验过程的安全性,使用多线程技术实现图像相关匹配计算,可以有效减少计算时间。最后,利用所搭建系统测试标准钢球直径、标准台阶高度以及纯铜试样拉伸变形的全场应变、弹性模量和泊松比等参数,并与商业软件DANTEC Q400的测量结果作对比,验证了测试系统能够满足材料毫微米级试样力学性能的测试需求。
郜泽仁[5]（2020）在《数字图像相关的精度验证方法及工程化应用研究》文中提出数字图像相关法是实验力学领域发展起来的最为成功的测量方法之一。现如今,数字图像相关方法已经从实验室走向了工程应用,且拥有众多商用和开源测量系统可以选择,说明数字图像相关方法已经非常完善了。从测量方法的发展规律来看,对于数字图像相关方法的研究工作应该从测量方法的优化向测量方法的拓展发展转变。本人博士期间的工作前期致力于测量精度的优化,后期致力于寻找一些拓展方法以期扩大数字图像相关方法的适用范围。围绕着促进数字图相关方法的发展这个主题,论文第一章讨论了数字图像相关方法的发展历程和现状,并给出了未来可能的发展趋势。论文第二章为了解决亚像素平移实验实施困难的问题。本文借助液晶显示屏本身像素间隔均一性很高的特点,设计实施了困扰研究人员很久的亚像素平移实验。同时研究了图像传感器的采图噪声、散斑图结构和插值算法等因素对相关测量精度的影响。发现图像的噪声涨落既依赖于相机种类,也与图像灰度成正比并实验上获得了插值偏差周期曲线。论文第三章将液晶屏幕平移实验应用于相机畸变标定评估中,提出了一种易于实行、高精度、适用于各种镜头的畸变标定精度实验评估方法。论文第四章为解决三维数字图像相关方法大视场测量难以标定的问题,提出了一种利用变焦镜头的大视场三维测量立体相机标定方法。在标定相机内参上利用magill’s formula标定近距离小视场时的内参来计算大视场时的内参的方法被提出。对于外参标定,文章中利用变焦镜头变焦能力来缩小视场,用常规大小标定板标定小视场时的外参,再计算大视场时的外参。论文第五章为了解决隧道施工阶段形貌重建工作,本文给出了一种新的解决大视场形貌测量的思路。为了避免因为使用传统数据拼接方法引入累计误差,本文利用带有角度反馈的自动扫描机构结合三维数字图像相关方法,利用角度反馈得到多是视角数据之间的相互位置关系,再将多视角的数据进行坐标系统一,获得隧道整个横截面形貌。相应的硬件平台被制作,并在一个实际的施工阶段隧道进行了测量。制作的硬件平台扫描一圈仅耗时30s左右,传统方法（常用的全站仪方法）耗时是本装置的30倍以上。论文第六章为了解决风力发电机叶片安装时需要对叶片桨距角逐个精准调零的测量问题,本文利用叶片本身自带的航空标识作为特征,提出了一种基于数字图像相关方法的叶片桨距角测量方案。精度验证实验被进行,结果显示了提出方案的精度满足需求。
邓林嘉[6]（2019）在《基于结构光的微小物体三维测量系统的设计及应用》文中研究说明针对微小物体的三维轮廓测量是现代三维形貌测量的一个重要分支领域。自从上世纪六十年代在国外被首次提出后,国内外研究学者经过几十年的不断研究和发展,与其相关的测量技术与测量设备也获得了高速发展,进入21世纪以后,其被广泛应用于缺陷检测、精密制造、虚拟现实（VR）、机器视觉、医疗工程、影音游戏、三维打印以及现代教育等众多领域。但与国外现有的测量技术与设备相比较,国内目前还处在相对落后的局面。因此,研制出测量精度高、测量速度快、微型化以及更加智能化的微小物体三维轮廓测量系统迫在眉睫。根据上述情况,本文针对微小物体的三维轮廓测量从两个方向展开研究。一方面,基于正弦光栅条纹投影和光学三角法的三维测量方法进行研究。另一方面,着眼于以体视显微镜和双远心镜头为主体的硬件测量系统的设计与搭建。具体研究内容如下:（1）针对微小物体的三维轮廓测量现有方法以及研究现状系统地调研。对常规方法存在的问题进行归纳总结,明确了微小物体测量面临的困难与挑战。本文将从硬件系统搭建以及算法实现两个方面进行研究改进。（2）设计与搭建以体视显微镜和双远心镜头为主体的硬件测量系统。因体视显微镜可实现物体的立体成像,可观察区域范围大;双远心镜头因分辨率高,低畸变,景深大,在成像时能最大限度还原物体的形状信息。因此,测量系统采用体视显微镜和双远心镜头为主体结构设计并搭建了测量系统,结合基于光学三角原理的正弦光栅条纹投影三维测量方法,在经过系统标定后,能顺利获取被测物体的三维轮廓信息,测量系统的视场范围可达1.8cm*1.6 cm。（3）基于正弦光栅条纹投影和光学三角法的三维测量方法进行研究。本文选用无损伤、精度高、速度快、易实现的正弦光栅条纹投影结合光学三角法对微小物体表面的三维轮廓进行测量,详细阐述了其测量原理,提出了一种基于质量图引导的相位解包裹改进算法——可靠路径跟踪算法,在满足测量精度要求下,提高了系统整体测量速度;针对系统标定,基于一般成像模型引入了摄像机标定与系统标定方法,深入阐述了摄像机标定和系统标定的方法理论,完成了测量系统的整体标定。基于C++与MATLAB实现了相关算法。进行了大量相关实验,验证了该测量方法的稳定性和有效性,实验结果表明系统最高测量精度可达10μm。
马颖[7]（2019）在《基于径向空间载波相移法的三维测量技术研究》文中研究指明条纹投影三维轮廓测量技术具有非接触性、测量速度快、精度高等优点,且易于在计算机的控制下实现自动化的操作,如今成为一种应用广泛的三维形貌测量技术。随着制造业水平的不断提高,物体形貌测量的需求也日益增大,三维形貌测量技术在速度和精度方面面临着许多亟待解决的问题。由于投影条纹的相位解调质量直接影响着测量精度,投影及采集的速度决定着三维成像的速度,因此,准确、实时地提取物体的相位分布成为了三维形貌测量研究的关键问题。圆结构条纹相较于直条纹具有较高的灵敏度,在此基础上,本文提出了基于圆条纹的径向空间载波相移算法。通过将一幅采集到的条纹图像进行数字径向移动,获得在径向上具有像素错位的三幅准相移图像。通过对提取到的三幅图像进行傅里叶变换取出+1级信息再进行逆傅里叶变换,得到的信息进行简单运算,可以方便重构相位信息。此外,通过仿真和对静态物体的三维测量实验,验证了该方法的有效性,提高了相位恢复的精度。通过对运动物体在不同位置处的三维测量实验,以及在不同速度下动态物体的表面轮廓重构实验,证明了此方法对动态场景的准确性和实时性。针对小型待测物体三维测量需求,本文搭建了一套基于结构光的动态三维显微测量系统。利用三目体式显微镜中两条相互独立且具有一定夹角的内部光路分别作为投影光路和图像采集光路,根据三维测量原理及圆条纹径向空间载波相移算法,实现了对小型待测物体的三维形貌测量。通过静态测量实验证明了该系统对小型物体三维测量的可行性;动态物体测量实验选择了带有标记的旋转锥体进行实验,证明了三维显微测量系统对小型动态场景具有良好的三维测量效果。
张薇[8]（2019）在《口腔显微立体视觉关键技术研究》文中提出口腔显微系统在口腔教学、手术等环境有极大的应用价值和广阔的应用前景,所以对口腔显微系统的研究有着十分重要的现实意义。双目立体视觉是通过计算机和部分外设模拟双眼进行观测,通过系列计算得到观测对象的三维信息,显微立体视觉是对双口系统进行调整修改,用体视显微镜的两个物镜充当双目系统中的两个观测视角,完成显微环境下的三维信息重建。显微立体视觉系统可分为图像采集、相机标定、立体匹配及三维重建这四部分。在本课题中图像获取部分是将两个CCD工业相机分别于体视显微镜的两个目镜相连,通过USB将图像信息传输到电脑上,达到实时的图像观测信息采集。论文主要工作包括以下几点。（1）显微环境相机标定。通过对显微相机模型与普通相机模型对比,得到显微相机标定的特殊性,之后通过多次试验总结最适合显微环境标定图像的采集方法,最后本文提出了基于误差筛选的方法,经过实验对比证明,误差筛选可以在通标定方法的基础上降低标定误差6%左右。（2）立体匹配。对立体图像对进行图像校正,使图像对满足极限约束准则,然后利用图像区域灰度相关性进行相似度计算,得到立体图像对的视差图。经过不同窗体尺寸和不同最大最小视差进行对比实验,得到对应的视差图像,通过对比分值图确定最适合的匹配参数。文中通过对标定板上已知参数进行三维测量,验证了上文中显微相机标定结果的正确。（3）三维重建。由立体匹配得到的视差图进行双目视觉景深计算,由于在单一视角下合成的三维点云模型存在部分缺陷,所以采用多视角模型融合的方法进行数据补偿,得到最终显微双目系统的最终模型效果图,达到口腔显微立体视觉系统的目的。
肖萍萍[9]（2019）在《基于光栅投射的小尺寸物体三维形状测量系统研究》文中认为在光学测量技术中,光栅投射技术一直是发展最快应用最广的一个分支,而在测量对象上,由于不同领域的集成化需求,器件的大小开始趋于小型化,使得小尺寸物体的三维测量变得越来越重要。基于光栅投射的测量技术由于其原理简单,测量精度高、速度快等优点,被越来越多的应用在小尺寸物体测量中,成为了目前测量领域的重要方向之一。本文以测量尺寸小于20mm×15mm,高度约为5mm的小尺寸物体三维形状为目的,结合光栅投射技术,搭建出一套测量系统,对系统完成过程中用到的关键技术和系统整体设计做了重点研究,主要工作如下:总结了国内外对于光栅投射技术和小尺寸物体三维测量技术的研究现状,从原理上确定了系统的整体框架。基于光栅投射法的理论技术,介绍了相移法和相位展开的原理,并给出具体实现过程,然后利用仿真实验,验证了测量原理的可行性。另外,考虑到测量系统中投影仪和相机的非线性响应对相位计算的影响,介绍了一种双步投影的非线性相位误差补偿方法,同样结合仿真,说明该方法能够有效提高相位计算准确性和稳定性。从显式标定和隐式标定的两种常用系统标定方法出发,介绍了摄像机的成像模型,推导出高度标定和横向标定的隐式标定公式,并分别给出了两个方向的具体标定流程。依据系统结构和测量原理,确定三维测量系统中主要光学器件的型号,搭建出最终的硬件测量系统,设计系统软件控制界面,实现自动化测量。最后进行了实验验证,分别通过具体的实验说明了系统中采用各方法的准确性,分析得到系统在高度方向和横向尺寸的测量误差,最终实现了小尺寸物体的三维形状恢复。
苏衍峰[10]（2019）在《基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究》文中研究指明三维显示技术可以提供人眼所需的立体视觉信息,能够广泛地应用于医疗、军事、娱乐等领域,其中全息三维显示技术能够完整地记录和再现三维物体的全部信息（包括振幅信息和位相信息）,提供人眼所需的全部立体感知,因而被认为是一种理想的真三维显示方法。然而,由于目前的全息记录材料的刷新速率有限,导致传统的光学全息难以满足实时动态的显示需求。近年来,随着空间光调制器（SLM）技术与计算机科学的进步,基于SLM的动态全息三维显示技术逐渐成为了三维显示领域的研究热点。但是,受困于现有的工艺条件和掌握的技术手段,当前SLM的结构参数与高质量全息视频显示需求的SLM的结构参数之间仍然存在差距,直接导致了SLM的空间带宽积受限,从而使得基于SLM的全息三维显示系统的显示效果不能尽如人意。此外,由于三维物体往往具有复杂的空间结构以及庞大的信息量,导致全息图的计算数据量和刷新数据量也较为庞大,从而也限制了实时动态全息三维显示技术的发展。本论文围绕基于SLM的动态全息三维显示技术中存在的关键问题,以动态全息三维显示为研究目标开展相关研究工作,具体研究内容和创新性成果如下:（1）系统性地研究了基于SLM的全息显示机理,重点讨论了全息显示的特征参数,包括分辨率、尺寸和视角,详细分析了 SLM的结构参数对全息再现像的各个特征参数的影响。在再现像分辨率的分析中,分别利用了像素数、点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF）对全息再现像的分辨率进行了详细的讨论;在再现像尺寸的分析中,分析了再现像尺寸受限的原因,并利用多SLMs全息再现像拼接的方法实现了再现像尺寸的放大,且指出了此方法未来的可拓展性;在再现像视角的分析中,归纳了典型的再现像视角拓展方法,指出了多SLMs曲面拼接方法的有效性与可拓展性,并利用两个SLMs的曲面拼接搭建了全息再现像视角拓展实验验证系统,实现了全息显示的视角拓展。（2）详细阐述了典型的三维物体全息图的计算方法的基本原理,总结了层析法的优势并重点讨论了层析法中深度信息的表达问题,在傅里叶全息显示系统中利用程控变焦透镜来表达深度信息实现了多平面三维显示,并以增强现实显示为应用背景设计了多平面全息增强现实三维显示系统且进行了实验验证,为简化系统光路又提出了利用离轴全息透镜作为图像融合元件的系统优化方法,并实验制作了离轴全息透镜且搭建了优化实验系统;在菲涅尔全息显示系统中利用菲涅尔衍射距离来表达深度信息计算了三维物体的层析菲涅尔全息图并进行了动态光学重建。以双视三维显示为研究目标,提出了基于零级抑制光栅的全息双视三维显示及其增强现实显示方法,理论设计并实验制作了所需的零级抑制光栅,且搭建了全息双视三维显示系统及其增强现实显示系统,并利用层析菲涅尔衍射算法计算了用于全息双视三维显示系统的合成全息图,实现了可供两人同时观看的全息双视三维显示及其增强现实显示的效果。（3）提出了基于单空间光调制器和光栅导光板的双目全息三维显示方法及其增强现实显示方法,理论设计并实验制作了所需的光栅导光板,搭建了双目体视三维显示系统及其增强现实系统并进行了实验验证,分析了体视三维显示中存在的辐辏调焦矛盾的产生原因,并提出了将三维物体全息图生成方法引入到上面提出的双目三维显示系统中来解决辐辏调焦矛盾的方案,实验得到了能够同时提供视差感和深度感的双目全息真三维显示的效果。提出了基于双空间光调制器的双目增强现实全息三维显示方法,实验搭建了双目增强现实全息三维显示系统并进行了实验验证,且编写了全息图同步播放控制系统软件,实现了双目动态增强现实全息真三维显示的效果。（4）提出了基于单空间光调制器和定向衍射屏的多视点全息体视三维显示方法,理论设计并实验制作了所需的定向衍射屏,搭建了多视点全息体视三维显示实验系统并进行了实验验证,实验上得到了无串扰的多视点动态体视三维显示的效果。提出了基于多空间光调制器拼接的多视点全息体视三维显示优化方法,利用两个空间光调制器搭建了多视点全息体视三维显示优化实验系统并进行了实验验证,实验上得到了全视差体视三维显示和分辨率提高的水平视差体视三维显示的效果。详细分析了多视点全息体视三维显示技术中的关键技术指标（图像分辨率）,并指出了图像分辨率未来的优化方向。
二、光学体视显微图像立体测量系统研究与开发（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、光学体视显微图像立体测量系统研究与开发（论文提纲范文）
（1）数字化体视显微系统的深度测量（论文提纲范文）
| 1 本文系统搭建 |
| 1.1 整体系统的搭建 |
| 1.2 显微系统的等效光路图 |
| 1.3 系统机构的对准 |
| 2 本文显微系统的标定及图像的矫正匹配 |
| 2.1 显微系统的标定与矫正 |
| 2.1.1 横向放大倍率的标定 |
| 2.1.2 深度距离计算 |
| 2.1.3 不同绝对物距下的深度矫正 |
| 2.2 图像矫正及匹配 |
| 3 实验及结果分析 |
| 3.1 不同放大倍率下的双目图像采集及处理 |
| 3.2 精度分析 |
| 3.3 与已有方法对比 |
| 3.4 本文方法的不足与改进之处 |
| 4 结语 |
（3）数字式双目体视显微系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容及各章节安排 |
| 第2章 双目显微测量系统的设计与搭建 |
| 2.1 系统的结构与搭建 |
| 2.1.1 系统硬件选型 |
| 2.1.2 系统的整体搭建 |
| 2.1.3 连接件设计 |
| 2.1.4 标定板与光源 |
| 2.2 显微系统的等效光路 |
| 2.3 机构的对准 |
| 2.4 深度距离的计算原理 |
| 2.5 显微系统的标定 |
| 2.5.1 横向放大倍率的标定 |
| 2.5.2 非线性矫正系数的标定 |
| 2.5.3 不同绝对物距下的深度距离矫正 |
| 2.6 图像的采集 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 图像的矫正及立体匹配 |
| 3.1 图像的矫正 |
| 3.2 图像的立体匹配 |
| 3.2.1 新型复合BT代价 |
| 3.2.2 SGM半全局动态规划 |
| 3.2.3 基于图像金字塔的半全局渐近匹配算法 |
| 3.3 视差图后处理 |
| 3.4 CUDA平台的优化加速 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 显微系统的深度精度分析 |
| 4.1 图像的采集及处理 |
| 4.2 系统测量深度的精度分析 |
| 4.2.1 不同放大倍数的深度精度分析 |
| 4.2.2 不同光照环境的深度精度分析 |
| 4.3 系统极限精度的测量 |
| 4.4 研究成果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 数字式双目体视显微系统应用 |
| 5.1 系统的应用场景 |
| 5.2 视差图的三维重建与点云图 |
| 5.3 线束端子的到位检测应用 |
| 5.3.1 线束端子的深度检测 |
| 5.3.2 线束端子插入到位检测的交互界面 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（4）三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 接触式测试技术的研究现状 |
| 1.2.2 非接触光测力学研究概况 |
| 1.3 三维图像相关力学性能测试研究现状 |
| 1.3.1 三维图像相关方法研究现状 |
| 1.3.2 三维图像相关方法在力学性能测试中应用研究现状 |
| 1.4 三维显微图像相关力学性能测试中的若干关键问题讨论 |
| 1.5 本研究课题来源与论文章节安排 |
| 第2章 三维显微图像相关力学性能测试基本原理 |
| 2.1 二维数字图像相关测量原理 |
| 2.1.1 二维数字图像相关测量系统的组成 |
| 2.1.2 基本原理 |
| 2.1.3 面内位移、变形表征 |
| 2.1.4 相关函数 |
| 2.2 三维显微图像相关法 |
| 2.2.1 传统的三维图像相关方法 |
| 2.2.2 显微立体视觉成像原理 |
| 2.2.3 三维显微图像相关法测量过程 |
| 2.3 材料力学性能评价及其检测方法 |
| 2.3.1 应变及其测试方法 |
| 2.3.2 弹性模量及其测试方法 |
| 2.3.3 泊松比及其测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三维显微立体视觉系统参数标定 |
| 3.1 研究现状 |
| 3.2 相机成像模型 |
| 3.2.1 .理想成像模型 |
| 3.2.2 成像系统畸变分析 |
| 3.3 基于非共面特征点加权径向约束的标定方法 |
| 3.3.1 径向约束 |
| 3.3.2 特征点权重分配 |
| 3.3.3 标定原理 |
| 3.3.4 标定过程 |
| 3.4 体视显微镜立体视觉系统标定 |
| 3.4.1 试验装置 |
| 3.4.2 标定实验 |
| 3.4.3 影响标定结果因素分析 |
| 3.4.4 标定结果验证及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 显微图像匹配技术 |
| 4.1 常用匹配算法 |
| 4.1.1 整像素匹配 |
| 4.1.2 亚像素匹配 |
| 4.1.3 图像插值算法 |
| 4.2 形函数对匹配精度的影响 |
| 4.2.1 单一形函数 |
| 4.2.2 数值模拟实验 |
| 4.2.3 欠匹配与过匹配的分析 |
| 4.2.4 组合形函数 |
| 4.3 适用于显微图像的立体匹配方法 |
| 4.4 误匹配分析 |
| 4.5 实验 |
| 4.5.1 位移测量 |
| 4.5.2 铜片拉伸变形 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 三维显微图像相关力学性能测试系统设计 |
| 5.1 三维显微图像相关力学性能测试系统的原理与结构设计 |
| 5.2 三维显微图像相关系统的设计 |
| 5.3 微拉伸机的设计与分析 |
| 5.3.1 原位拉伸测试装置的结构设计 |
| 5.3.2 微拉伸机控制系统设计 |
| 5.3.3 原位拉伸测试装置的软件设计 |
| 5.3.4 T2 纯铜试样原位拉伸试验 |
| 5.4 测试系统软件界面 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 三维显微图像相关力学性能测试系统验证实验 |
| 6.1 标准球直径测量 |
| 6.2 标准台阶高度测量 |
| 6.3 铜箔试样力学性能参数测量 |
| 6.3.1 全场位移测量 |
| 6.3.2 全场应变测量 |
| 6.3.3 弹性模量测量 |
| 6.3.4 泊松比测量 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.1.1 本文主要工作 |
| 7.1.2 本文创新点 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间的学术活动及成果情况 |
（5）数字图像相关的精度验证方法及工程化应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 数字图像相关方法的基本原理 |
| 1.2.1 数字图像相关方法中的图像匹配原理 |
| 1.2.2 数字图像相关方法中相机标定原理 |
| 1.3 数字图像相关方法的研究现状 |
| 1.3.1 测量维度 |
| 1.3.2 计算速度 |
| 1.3.3 计算精度 |
| 1.3.4 测量环境 |
| 1.3.5 测量尺度 |
| 1.3.6 单相机三维 |
| 1.3.7 小结 |
| 1.4 数字图像相关方法面临的挑战 |
| 1.4.1 来自精度的挑战 |
| 1.4.2 来自测量尺度的挑战之相机标定 |
| 1.4.3 来自测量尺度的挑战之数据融合 |
| 1.4.4 来自测量温度的挑战 |
| 1.5 研究内容和章节安排 |
| 第2章 数字图像相关噪声与插值偏差的实验分析 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 实验参数设定 |
| 2.3 图像灰度噪声对数字图像相关计算精度影响的实验分析 |
| 2.4 亚像素平移实验测量插值偏差 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 用数字图像相关方法评估镜头畸变标定精度 |
| 3.1 光学畸变以及畸变矫正方法 |
| 3.2 光学畸变标定结果评估实验 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 使用变焦镜头进行大视场3D-DIC的立体相机标定 |
| 4.1 变焦大视场三维标定方法论 |
| 4.1.1 双相机标定和三维重建 |
| 4.1.2 内参标定原理 |
| 4.1.3 外参标定原理 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 内参标定实验 |
| 4.2.2 整体标定实验 |
| 4.2.3 三维重建和精度验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于数字图像相关的隧道施工阶段三维轮廓测量 |
| 5.1 研究意义 |
| 5.2 测量方案的方法论 |
| 5.2.1 旋转机构与双相机与转轴关系标定 |
| 5.2.2 坐标统一/数据融合 |
| 5.3 实验 |
| 5.3.1 实验参数设定 |
| 5.3.2 实验过程 |
| 5.3.3 精度验证实验 |
| 5.3.4 实际隧道实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于DIC方法的大型风机叶片浆距角测量 |
| 6.1 背景概要 |
| 6.2 方案设计 |
| 6.2.1 桨距角定义 |
| 6.2.2 测量方案以及精度论证 |
| 6.3 实际实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（6）基于结构光的微小物体三维测量系统的设计及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 三维测量技术研究现状概述 |
| 1.2.1 接触式三维测量技术 |
| 1.2.2 非接触式三维测量技术 |
| 1.3 物体微观表面三维测量的研究现状和发展趋势 |
| 1.3.1 物体微观表面三维测量的研究现状 |
| 1.3.2 物体微观表面三维测量的发展趋势 |
| 1.4 本文的研究内容与章节安排 |
| 1.4.1 本文的研究内容 |
| 1.4.2 本文的章节安排 |
| 第2章 标定原理 |
| 2.1 远心镜头的成像原理 |
| 2.1.1 三坐标系关系模型 |
| 2.1.2 小孔成像模型 |
| 2.1.3 远心镜头成像模型 |
| 2.2 摄像机标定原理 |
| 2.2.1 摄像机镜头非线性失真误差 |
| 2.2.2 摄像机标定的基本原理 |
| 2.3 微小物体测量系统标定原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三维测量理论基础 |
| 3.1 微小物体三维轮廓测量系统工作原理 |
| 3.2 基于光学三角测量的条纹投影法工作原理 |
| 3.2.1 光栅条纹投影法的基本模型 |
| 3.2.2 基于相移法的相位提取 |
| 3.2.3 相位-高度映射关系 |
| 3.3 相位解包裹 |
| 3.3.1 空域相位解包裹 |
| 3.3.2 时域相位解包裹 |
| 3.3.3 基于可靠路径跟踪的相位解包裹 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 小物体测量系统的设计与实现 |
| 4.1 硬件系统总体设计 |
| 4.2 硬件组成 |
| 4.2.1 投影支路结构 |
| 4.2.2 图像采集支路结构 |
| 4.2.3 使用流程 |
| 4.3 软件组成 |
| 4.3.1 系统检测流程 |
| 4.3.2 三维重构与显示 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统标定与微小物体测量实验 |
| 5.1标定实验 |
| 5.2 系统性能分析 |
| 5.3 小物体测量及其三维形貌重建结果分析 |
| 5.3.1 钥匙 |
| 5.3.2 硬币 |
| 5.3.3 条纹板 |
| 5.3.4 银行卡 |
| 5.3.5 BGA芯片 |
| 5.3.6 贴片电阻 |
| 5.3.7 PCB电路板焊锡 |
| 5.3.8 实验小结 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 学术成果情况说明 |
| 致谢 |
（7）基于径向空间载波相移法的三维测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光学三维测量技术简介 |
| 1.2.1 被动式三维测量 |
| 1.2.2 主动式三维测量 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 条纹投影轮廓术常用技术的发展 |
| 1.3.2 基于条纹投影三维显微测量技术的发展 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 条纹投影轮廓术的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相移条纹的产生 |
| 2.2.1 正弦条纹的产生 |
| 2.2.2 圆条纹的产生 |
| 2.3 多帧条纹投影轮廓术 |
| 2.4 单帧条纹投影轮廓术 |
| 2.4.1 傅里叶变换轮廓术 |
| 2.4.2 空间载波相移算法 |
| 2.5 相位展开算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于圆条纹的径向空间载波相移技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 改进的傅里叶变换法(AFTA) |
| 3.3 基于圆条纹的径向空间载波相移法 |
| 3.3.1 基于对极几何的圆形条纹投影 |
| 3.3.2 基于圆条纹的径向空间载波相移法 |
| 3.3.3 理论分析与比较 |
| 3.4 仿真 |
| 3.5 实验分析及比较 |
| 3.5.1 静态实验及分析 |
| 3.5.2 动态实验 |
| 3.6 本章小节 |
| 第4章 基于结构光的动态三维显微测量系统研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于结构光的动态三维显微测量系统 |
| 4.3 基于结构光的动态三维显微测量系统的标定方法 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.4.1 静态物体实验 |
| 4.4.2 动态物体实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结束语 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（8）口腔显微立体视觉关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文结构与章节安排 |
| 2 相机标定 |
| 2.1 理想相机模型及标定 |
| 2.1.1 理想线性模型 |
| 2.1.2 理想非线性模型 |
| 2.1.3 理想线性模型标定 |
| 2.1.4 理想非线性模型标定 |
| 2.2 显微镜环境 |
| 2.2.1 显微镜环境的特殊性 |
| 2.2.2 显微镜环境下标定 |
| 2.3 误差筛选标定 |
| 2.4 标定对比试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 立体匹配 |
| 3.1 匹配基元 |
| 3.2 约束准则 |
| 3.3 相似度测量 |
| 3.4 分类 |
| 3.4.1 按照匹配基元分类 |
| 3.4.2 按照最优化分类 |
| 3.5 匹配实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 三维重建 |
| 4.1 景深还原 |
| 4.2 点云处理 |
| 4.2.1 降噪 |
| 4.2.2 降采样 |
| 4.2.3 三角剖分算法 |
| 4.2.4 点云配准 |
| 4.3 三维重建实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文小结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）基于光栅投射的小尺寸物体三维形状测量系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 光栅投射测量技术的国内外研究现状 |
| 1.3.2 小尺寸物体三维形状测量的国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容及章节安排 |
| 2 基于光栅投射法三维测量系统理论研究 |
| 2.1 光栅投射三维形状测量法基本原理 |
| 2.2 相位测量技术 |
| 2.2.1 相移法 |
| 2.2.2 相位展开 |
| 2.3 仿真实验 |
| 2.4 非线性相位误差 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 三维测量系统标定方法 |
| 3.1 摄像机成像模型与坐标变换 |
| 3.2 高度方向标定原理 |
| 3.2.1 高度标定数学模型 |
| 3.2.2 高度标定步骤 |
| 3.3 横向标定原理 |
| 3.3.1 横向标定数学模型 |
| 3.3.2 横向标定步骤 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 三维测量系统结构设计 |
| 4.1 系统硬件设计 |
| 4.1.1 系统总体方案 |
| 4.1.2 测量系统投影光路 |
| 4.1.3 测量系统采集光路 |
| 4.2 系统软件设计 |
| 4.2.1 自带软件控制界面 |
| 4.2.2 测量系统控制界面 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 实验结果与系统分析 |
| 5.1 实验数据 |
| 5.1.1 非线性相位补偿实验 |
| 5.1.2 高度标定实验 |
| 5.1.3 横向标定实验 |
| 5.1.4 三维测量实验 |
| 5.2 系统分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 三维显示概况 |
| 1.2 体视三维显示 |
| 1.2.1 基于几何光学原理的自由立体三维显示 |
| 1.2.2 基于衍射光学原理的自由立体三维显示 |
| 1.3 真三维显示 |
| 1.3.1 集成成像三维显示 |
| 1.3.2 体三维显示 |
| 1.3.3 全息三维显示 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于空间光调制器的全息显示基本理论与特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算全息基本理论 |
| 2.2.1 标量衍射理论 |
| 2.2.2 全息图的计算 |
| 2.2.3 位相型全息图的编码 |
| 2.3 全息图的输出与空间光调制器 |
| 2.4 基于空间光调制器的全息显示 |
| 2.5 全息再现像的特征参数的分析与优化 |
| 2.5.1 再现像的分辨率 |
| 2.5.2 再现像的尺寸 |
| 2.5.3 再现像的视角 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于空间光调制器的全息三维显示及其增强现实应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于层析法的三维物体计算全息图的生成与显示 |
| 3.2.1 基于程控变焦透镜的多平面全息三维显示 |
| 3.2.2 多平面全息增强现实三维显示 |
| 3.2.3 基于离轴全息透镜的多平面全息增强现实三维显示系统优化 |
| 3.2.4 基于菲涅尔衍射的全息三维显示及其动态显示 |
| 3.3 基于零级抑制光栅的全息双视三维显示 |
| 3.3.1 全息双视三维显示原理与系统 |
| 3.3.2 用于全息双视三维显示的合成位相型全息图的生成 |
| 3.3.3 零级抑制光栅的设计理论与参数计算 |
| 3.3.4 零级抑制光栅的制作与测试 |
| 3.3.5 全息双视三维显示实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于空间光调制器的双目全息三维显示 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于单空间光调制器的双目全息三维显示 |
| 4.2.1 双目全息体视三维显示 |
| 4.2.2 辐辏调焦矛盾 |
| 4.2.3 双目全息真三维显示 |
| 4.3 基于双空间光调制器的双目全息三维显示 |
| 4.3.1 系统设计与实验验证 |
| 4.3.2 全息图同步播放控制系统 |
| 4.3.3 双目动态全息真三维显示实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于空间光调制器的多视点全息体视三维显示 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于单空间光调制器和定向衍射屏的多视点全息体视三维显示 |
| 5.2.1 多视点全息体视三维显示原理 |
| 5.2.2 用于多视点全息体视三维显示的菲涅尔位相型全息图的生成 |
| 5.2.3 定向衍射屏的设计 |
| 5.2.4 定向衍射屏的制作 |
| 5.2.5 多视点全息体视三维显示实验 |
| 5.3 基于多空间光调制器拼接的多视点全息体视三维显示优化 |
| 5.3.1 多视点全息体视三维显示优化原理 |
| 5.3.2 全视差多视点全息体视三维显示实验 |
| 5.3.3 分辨率提高的多视点全息体视三维显示实验 |
| 5.4 多视点全息体视三维显示中的图像分辨率的分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录一 |
| 附录二 |
| 附录三 |
| 附录四 |
| 攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 攻读博士学位期间授权受理的专利 |
| 致谢 |
四、光学体视显微图像立体测量系统研究与开发（论文参考文献）
- [1]数字化体视显微系统的深度测量[J]. 袁嫣红,罗宏利,袁海骏. 计算机辅助设计与图形学学报, 2022(02)
- [2]显微条纹投影小视场三维表面成像技术综述[J]. 王永红,张倩,胡寅,王欢庆. 中国光学, 2021(03)
- [3]数字式双目体视显微系统设计[D]. 罗宏利. 浙江理工大学, 2021
- [4]三维显微图像相关（DIC）力学性能测试技术[D]. 刘旭. 合肥工业大学, 2021
- [5]数字图像相关的精度验证方法及工程化应用研究[D]. 郜泽仁. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]基于结构光的微小物体三维测量系统的设计及应用[D]. 邓林嘉. 南昌航空大学, 2019(08)
- [7]基于径向空间载波相移法的三维测量技术研究[D]. 马颖. 南京师范大学, 2019(02)
- [8]口腔显微立体视觉关键技术研究[D]. 张薇. 西安工业大学, 2019(03)
- [9]基于光栅投射的小尺寸物体三维形状测量系统研究[D]. 肖萍萍. 华中科技大学, 2019(03)
- [10]基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究[D]. 苏衍峰. 苏州大学, 2019(04)