動態(tài)過程中破裂表面的三維重建問題.pdf

1、在科學研究和工業(yè)生產中，往往需要對諸如高速旋轉、流體力學、運動力學、彈道學、爆轟過程、沖擊過程等動態(tài)過程的觀察對象進行三維面形測量，以描繪和分析動態(tài)過程中被測物體表面形態(tài)的變化，提取與被測物體相關的結構、形變、應力等物理參數。在光學主動三維傳感測量技術中，由于傅里葉變換輪廓術(FTP)具有只需要一幀變形條紋圖就能恢復出物體面形的優(yōu)點，特別適合動態(tài)過程的三維面形測量。目前，基于FTP的動態(tài)過程三維面形測量方法已成功應用于一些實際測量，本文

2、在此基礎之上進行了沖擊破裂過程的動態(tài)三維面形測量研究。 在沖擊、爆轟等動態(tài)過程中，被測三維表面將發(fā)生破裂、飛散等過程，為動態(tài)過程的三維重建帶來困難；同時在這些快變化動態(tài)過程的研究中，若成像設備的拍攝速度低于動態(tài)條紋的變化速度，對動態(tài)條紋的時間抽樣不滿足抽樣定理的要求，這也為動態(tài)過程的三維重建帶來一些困難。本文針對在動態(tài)過程中破裂表面的三維重建問題，進行了系統(tǒng)的研究，提出了不同的三維面形重建方法。 若成像設備的拍攝頻率滿足

3、抽樣定理，對于表面發(fā)生破裂的快變化動態(tài)過程，提出一種三維面形重建方法。這種方法以傅立葉變換輪廓術為基礎，根據ccD所獲取的條紋圖中裂縫的信息，生成一個三維二元可靠度模板，在該模板的控制下，利用相鄰相位面上的對應點繞開裂縫區(qū)域，避免相位值不可靠點對相位展開的影響，在相位展開過程中采用三維菱形快速算法，這樣可以準確快速地獲得動態(tài)過程中物體的三維面形分布。本文將此方法應用到玻璃破裂過程的三維面形重建中，經過相應數據處理，再現玻璃破裂的過程。

4、 若成像設備的拍攝頻率不滿足抽樣定理，本文首次提出一種采用標記條紋進行跟蹤的動態(tài)過程三維重建方法。這種方法以FTP為基礎，通過投影帶有標記條紋的條紋圖像到被測物體表面上，利用標記條紋跟蹤鎖定變形條紋中同級次條紋的變化情況，以確定相位展開的基準；對于表面發(fā)生破裂的情況，采用Gerchberg迭代算法在破裂區(qū)域生成偽條紋，這樣能夠有效地解決因成像設備在時間軸上的采樣不足和條紋斷裂等問題對快變化動態(tài)過程的三維面形重建所帶來的影響。本文以