Разработка и исследование оптико-электронных методов определения трехмерной формы объектов

• Автор: Фесько, Юрий Александрович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным методам, способам и устройствам измерения трехмерной геометрии объектов

1.1 Методы обработки изображений и образов

1.2 Анализ методик и способов определения формы на основе

обработки отраженного поверхностью объекта оптического

излучения

1.2.1 Применение лазерного канала видения для определения формы объектов

1.2.2 Определение формы трехмерных объектов методом проекции пространственно-модулированных структур оптического излучения
1.2.3 Способ получения трехмерного изображения объекта путем измерения интенсивности диффузного отражения света различным точками его поверхности
1.2.4 Способ бесконтактного измерения линейных размеров трехмерных объектов посредством проецирования полос
1.3 Исследование теории и способов определения формы объектов
на основе собственного инфракрасного излучения
1.3.1 Определение трехмерной формы объектов на основе четырех поляризационных тепловых изображений
1.3.2 Определение трехмерной формы объектов на основе трех поляризационных тепловых изображений
1.3.3 Определение трехмерной формы объектов на основе двух поляризационных тепловых изображений
1.4 Выводы к главе
2 Теория и методы определения трехмерной формы объектов на основе оптических свойств собственного и отраженного излучения
2.1 Физико-математические основы формирования тепловизионного изображения. Проблемы классического тепловидения
2.2 Физическое обоснование поляризации собственного теплового излучения объектов
2.3 Получение и анализ свойств поляризационных тепловых изображений выпуклых объектов
2.4 Метод определение трехмерной формы объектов на основе двух поляризационных тепловых изображений с учетом эллиптичности поляризации теплового излучения
2.5 Метод определение трехмерной формы объектов на основе одной поляризационной термограммы с комбинированным фильтром
2.6 Метод определения трехмерной формы объектов с направленно-рассеивающим покрытием на основе анализа яркости отраженного излучения элементов их поверхности
2.7 Выводы к разделу
3 Математическое моделирование и экспериментальное исследование методов определения трехмерной формы объектов на основе поляризационных термограмм
3.1 Методика математического моделирования поляризационных тепловизионных изображений выпуклых объектов
3.2 Влияние оптических свойств материалов на поляризацию излучения объектов и их термограммы
3.3 Методика и результаты экспериментальных исследований поляризационных термограмм выпуклых объектов
3.4 Алгоритм, программа и результаты обработки поляризационных тепловизионных изображений объектов
3.4.1 Алгоритм и программа обработки поляризационных тепловизионных изображений объектов
3.4.2 Связь степени поляризации собственного излучения элементов поверхности объекта с углом наблюдения
3.4.3 Результаты обработки теоретических и экспериментальных термограмм
3.5 Методика и результаты исследования погрешности метода определения трехмерной формы на основе поляризационных термограмм
3.6 Методика учета излучения внешней помехи фона при формировании поляризационных тепловых изображений
3.7 Выводы к разделу
Заключение
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

/соэасоьр

Формулы (7) и (8) полностью определяют угловое положение нормали к диффузно отражающей поверхности объекта в каждой ее точке.
Процедура построения поверхности видимой части объекта состоит в следующем. Вначале назначается плоскость, относительно которой будет отсчитываться третья координата (глубина). С этой целью берется любая произвольная точка поверхности сканируемого объекта с координатами уо, го и координата хо этой точки приравнивается нулю. Поскольку целью сканирования является определение формы объекта (его оболочки), а не его расположение в пространстве, то такой выбор не повлияет на конечный результат. Затем, перемещаясь по произвольному пути из точки с координатами хо, уо, го в точку с координатами у, г путем наращивания координаты х, определяется координата глубины х в этой точке в соответствии с выражением
В случае дискретных изображений интегралы в формуле (9) заменяются суммами, а координаты у и г — номерами столбцов и строк, в которых расположены пиксели исходных двумерных изображений, и (9) принимает вид:
В этой формуле приняты следующие обозначения: /ил — текущие номера строки и столбца изображения, полученного посредством камеры; /о и по - номера строки и столбца начальной точки поверхности, для которой