结构表面三维形貌与变形测量是实验力学与工业检测应用的研究热点之一。本项目围绕提高测量精度和扩大测量尺度范围两个焦点,对多种测量方法和技术提出了改进和创新。提出了主动结构光迭代法,把超分辨率技术与结构光技术相结合,建立耦合了多种因素的几何边缘检测模型,改进了结构光相移法等,从而提高测量精度。在这些创新和改进的基础上,将近景摄像测量学、计算机视觉的方法技术与光测力学相融合,提出用摄像测量确定大型结构表面控制点框架,将结构光相移法或数字散斑干涉法得到的局部三维形貌结果、计算机视觉测得的几何参数结果通过配准技术嵌入到控制点框架中去,解决高精度测量大尺度结构三维形貌和变形的难点。本项目研究将为研制有我国自主知识产权的高精度、多尺度、快速、全场、简便的三维形貌、变形测量设备打下坚实的基础,为国防事业与经济发展做出积极的贡献。
本项目对结构光测量、超分辨率图像复原、零件孔槽尺寸测量、大型结构三维形貌形变以及多尺度测量,三维结构重建等方向进行研究,提出了多种新方法,取得多项研究成果,并有许多研究工作超过预期计划,特别是在结构光测量、大型结构三维形貌形变以及多尺度测量等方向取得了突破性进展。其中利用贝叶斯估计对条纹相位进行修正法提高了结构光测量的精度,利用双频投影条纹莫尔特性的解相方法为避开结构光测量的解缠技术提供了新思路,从共面控制点标定像机法和从共面控制直线标定像机线性参数法增加了摄像测量应用的可行性,抗扰动地测量目标位姿方法提高了摄像测量的精度和可靠性,不通视目标位置和姿态的折线光路摄像测量法则提供了一种在不通视情况下进行高精度变形测量的手段,用于ESPI的等值线相关干涉(CCI)法和滤波方法为ESPI高精度相位提取奠定了基础,用于InSAR的系列CCI方法和滤波方法则在提高InSAR成像质量、减少其所需原始数据等方面具有明显优势。不通视目标位置和姿态的折线光路摄像测量和用于InSAR的系列CCI方法由于创新性突出、方法意义重大,分别申请了科学仪器基础研究专款和863课题,可以继续进一步的研究。