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光测力学条纹图象处理的二维光学超外差法

史红民  
【摘要】:本文提出一种光测条纹处理的新方法——光学二维超外差法。该方法具有实时、自动、高灵敏度、高精度的优点,是一个面向工业生产实际的光测新技术。 本文以通讯理论中的载波理论为基础,建立了电子学技术与光测力学技术之间的映射关系,对光测力学中载波、力学量对载波的调制、完全解调及外差方式的不完全解调做了系统的阐述,丰富和发展了光载波理论。本文还建立了光载波技术与相移技术之间的联系,使得光测力学条纹图象处理的两大热点有机地统一起来,并取其各自的优点,形成了二维超外差技术。 本文还提出了空间位相鉴相器的模型,很好地解释了光载波解调、数字图象错位术及扫描云纹的相移问题。本文提出的基于光载波的相移方法,具有所需存储量小、自动相移的优点,可以用于白光领域及动态测量。本文还对相移方法的灵敏度、误差做了较详细的分析。 本文给出了超外差系统的三个应用——裂纹尖端位移场测量、电视摄象机畸变测量及三维形状测量,它们分属断裂力学、图象处理及计算机视觉领域,它们的成功显示了该方法巨大的应用前景。


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