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数字散斑时间序列相关方法及其在三维面形测量中的应用

代红军  
【摘要】: 本论文提出了一种基于随机数字散斑投影的三维面形测量新方法,详细阐明了该方法的基本原理,分析了影响测量精度和数据处理速度的各种因素,并根据实际情况提出了多种提高测量精度的方法以及提高数据处理速度的算法,最后将本论文方法应用到各种典型三维面形测量中。该方法克服了已有三维测量方法在测量突变和空间离散物体中遇到的困难,除能精确测量一般面形外,特别适合测量突变和空间离散面形。 第一章回顾了已有主要三维面形测量方法并总结了这些方法的优缺点;第二章介绍了数字散斑方法已经取得的成果及存在的困难,并概括介绍了本论文工作的重点内容。 第三章详细介绍了数字散斑时间序列相关方法的基本原理、散斑生成方法、相关算法以及测量操作方法。 第四章详细分析了系统参数、散斑质量、计算参数、被测物体表面情况以及拟合算法等因素对测量精度的影响。 第五章结合本方法自身特点,提出了四种提高测量精度方法:相关值加权邻域平均插值法、多套参考散斑集法、多相关峰优化法以及局域中值插值法。相关值加权邻域平均插值法主要基于相关值大小与测量结果可信度成正比的基本性质;多套散斑参考集法主要基于散斑时间随机统计特性和空间随机统计特性相互转化的基本原理;多相关峰优化法主要基于真实值附近总存在相关峰的基本事实;局域中值插值法主要基于物面不可突变的基本原理。文中分别详细 四川大学硕士学位论文中文摘要 阐述了这些方法的墓本原理.第六章分析了影响数据处理速度的各种因素,并 提出了减少相关计算的局部搜索快速算法,使得数据处理速度得到了大幅度提 高。 第七章给出了用本文方法测量矩形凸台和牙床模型的实验结果,前者说明 了该方法能很好地测量突变物体面形,后者说明了该方法仍能用于测量复杂物 体面形。从牙床模型的实验结果可以看出,本文提出的提高测量精度的方法具 有显著的效果。 第八章介绍了将本文方法应用到人体模型测量中的探索性工作。首先讨论 了人体三维数据的可能应用领域,介绍了人体测量领域目前的研究状况,给出 了以本文方法为核心的人体测量系统方案以及人体模型的测量结果。该测量结 果不仅表明了本文方法具有应用到人体测量中的潜在可能,也表明该方法亦能 比较精确地测量大尺寸物体面形,具有比较宽的动态测量范围。 最后总结全文,指出了没有解决的问题,为后继工作指明了方向.


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