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[发明专利]一种抑制相位周期性误差的相移法变量优化方法及装置-CN202210008647.3有效
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-01-06 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本发明涉及精密视觉测量技术领域，公开了一种抑制相位周期性误差的相移法变量优化方法及装置，包括步骤S1：随机选取相位物体所在物平面的某一投影像素点，计算该投影像素点的初始相位，根据该初始相位以及投影像素点的相移法变量确定投影像素点光强；步骤S2：根据投影像素点光强获取对应的相机像素点光强；步骤S3：依据投影像素点光强计算灰度量化误差以及因该误差造成的相位周期性误差。该方法不需要额外的误差补偿函数的情况下，通过优化相移法参数变量，对包括相位物体量化误差等原因造成的相位周期性误差进行充分抑制，具有优化过程简单，误差抑制效果明显，更加贴合实际应用的特点。
一种抑制相位周期性误差相移变量优化方法装置

[发明专利]基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法及装置-CN202111612550.5有效
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法及装置，相位物体显示相位编码信息，并经待测表面反射至成像系统，经计算设备解算获得绝对相位信息，利用成像系统、相位物体、待测物体矢高与法矢之间的几何关系重构待测曲面面形，本发明通过视觉辅助的方式排除远心系统外参标定中的旋转矩阵的歧义解。摆脱了远心成像系统需要使用位移机构额外移动靶标或远心系统来排除旋转矩阵歧义解的缺点。
基于成像系统相位测量方法装置

[发明专利]一种基于相位偏折术的光学性能检测方法、介质及设备-CN202310382004.X在审
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-04-11 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01N21/552 文献下载
摘要：本发明涉及精密视觉测量技术领域，特别是涉及一种基于相位偏折术的光学性能检测方法、介质及设备。该方法包括如下步骤：基于反射式相位偏折术获取待测物目标形面的实际点云数据P。获取待测物目标形面的设计点云数据Q。根据Q及P，确定旋转转化系数R*及平移转化系数T*。根据P、R*及T*，生成初始待测点云数据Q’。根据Q’中包含的多个点的位置坐标，生成目标待测面形数据。对目标待测面形数据进行光学性能检测，生成待测物目标形面的光学性能数据。本发明可以直接对被测零件的光学性能进行更加全面准确的测量与评价，摆脱了现有技术中，仅对被测零件面形误差、斜率误差、曲率误差进行评价的不直观性。
一种基于相位偏折术光学性能检测方法介质设备

[发明专利]一种高精度相位偏折术测量系统及方法-CN202310380063.3在审
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-04-11 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G01B11/30 文献下载
摘要：本发明涉及镜面物体表面测量技术领域，尤其涉及一种高精度相位偏折术测量系统及方法。包括：显示屏，用于显示测试图像，显示测试图像为结构光条纹图像。图像采集设备，用于获取待测物表面形成的显示测试图像的镜像。以及匀光片，固定设置于显示屏的出光侧。匀光片的平面度小于显示屏的平面度。本发明至少具有以下有益效果：通过在显示屏前设置匀光片。会改善显示器的平面度对最终的测量精度的影响程度，减小测量结果存在的误差。由此，提高了相位测量偏折术对大尺寸待测物体进行测量的精度。
一种高精度相位偏折术测量系统方法

[发明专利]一种小重合视场多目相位偏折测量方法-CN202111649940.X有效
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-12-30 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： G01B11/245 文献下载
摘要：本申请提供一种小重合视场多目相位偏折测量装置及方法。前述装置，包括：相位物体、成像系统以及控制计算机；相位物体和成像系统分别通过数据链路与控制计算机连接；相位物体，用于投射第一相位信息；成像系统，用于采集相位物体显示的第二相位信息；控制计算机，用于标定相位物体和成像系统间的几何关系，控制相位物体和成像系统进行运行，获取第二相位信息，并基于几何关系和第二相位信息，生成相位物体中待测曲面的面形。本申请提供的小重合视场多目相位偏折测量装置，可在不需要借助设计面形的先验知识且在待测曲面设计面形未知的情况下，可以借助多目成像系统重合视场以及多目成像系统视场分别对未知曲面进行单独测量或全视场测量。
一种重合视场相位测量方法

[发明专利]基于相位信息的组合成像系统入射光线逐像素标定方法及装置-CN202210309175.5在审
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-03-28 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： H04N5/225 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于相位信息的组合成像系统入射光线逐像素标定方法及装置。利用N个成像系统拍摄同一立体靶标相位物体投射的相位信息，所述N≥2，通过相移法解算N个成像系统每个像素抓拍到的相位物体的绝对相位位置1；利用立体靶标的位移装置将相位物体依次在空间中移动预设距离，重复步骤一获得当前位置的N个成像系统的每个像素抓拍到的相位物体的绝对相位位置2，3，…，M；将N个成像系统的每个像素对应的绝对相位位置1，2，3，…，M进行空间直线拟合，标定出N个成像系统的每个像素对应的入射光线在空间中的分布情况。本发明使N个成像系统中的内参与外参在该方法中可以同时完成标定，不需要额外的标定步骤与优化过程。
基于相位信息组合成像系统入射光线像素标定方法装置

[发明专利]基于远心成像系统的光学系统透射波前测量方法及装置-CN202111461979.9在审
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-12-02 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于远心成像系统的光学系统透射波前测量方法及装置，将显示器显示的结构光编码信息通过待测光学系统入射至远心成像系统，由远心成像系统后的相机采集并解码，最终获得相机每个像素接收到的投射自屏幕的光线在经过待测光学系统前的空间分布；根据所述空间分布，通过光线逆追迹，计算由远心成像系统发出的平行光经过待测光学系统导致的光线偏折角度；利用区域波前重构算法对所述光线偏折角度进行积分，即可得到待测光学系统的透射波前。本发明方法适用于光学系统的透射波前测量，尤其可获得有焦与无焦光学系统的波前像差。特别地，针对有焦光学系统，其不需要将光学系统的焦点与相机成像系统光心重合。
基于成像系统光学系统透射测量方法装置

[发明专利]一种透镜面形测量装置及方法-CN202111507052.4在审
发明人：姜绪木;王颖墨;谢飞 -专利权人：迈得特光学（安徽）有限公司
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本发明提出了一种透镜面形测量装置及方法，包括设置在待测透镜同侧且面向透镜的相机组及紫外光液晶显示器；所述紫外光液晶显示器上显示的紫外光条纹信息经过待测透镜表面反射调制后进入相机组。通过相机成像参数标定、相机与紫外光液晶显示器位置关系标定、紫外光液晶显示器面形标定以及相机每个像素接收到的紫外光线与其对应的紫外光液晶显示器发射出的紫外光线，利用光线反射定律和几何关系即可计算得到相机每个像素对应拍摄到的透镜表面面形信息。
一种透镜测量装置方法

[发明专利]一种集成式透镜测量装置及其测量方法-CN202111507063.2在审
发明人：姜绪木;王颖墨;王贺;谢飞 -专利权人：南京迈得特光学有限公司
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本发明提出了一种集成式透镜测量装置及其测量方法，通过设置紫外光液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜一侧表面反射后进入第一相机组，同时，紫外光可见光转换液晶显示器上显示的可见光结构光信息经过待测透镜两个表面折射后进入第一相机组；紫外光可见光转换液晶显示器上显示的紫外光结构光信息经过待测透镜另一侧表面反射后进入第二相机组。借助相机成像参数标定结果以及光线反射定律，分别计算出在同一坐标系下透镜两表面的三维形貌，则透镜厚度信息可以作差求得。此外相机通过透镜两表面两次折射观察到紫外光可见光转换液晶显示器的可见结构光信息，根据折射定律与几何约束即可通过求解透镜折射率。
一种集成透镜测量装置及其测量方法

[发明专利]一种透镜厚度测量装置及方法-CN202111507033.1在审
发明人：姜绪木;王颖墨;谢飞 -专利权人：迈得特光学（安徽）有限公司
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： G01B11/06 文献下载
摘要：本发明提出了一种透镜厚度测量装置及方法，装置包括设置在待测透镜一侧的相机组、紫外光液晶显示器以及设置在待测透镜另一侧的可见光液晶显示器；所述紫外光液晶显示器上显示的紫外光条纹信息经过待测透镜一侧表面反射后进入相机组，所述可见光液晶显示器上显示的可见光条纹信息经过待测透镜两个表面折射后同时进入相机组。利用相机成像模型、系统几何关系与反射定律，求解透镜一侧表面面形，通过相机采集到的经透镜折射的可见光液晶显示器显示的条纹信息，根据被测透镜折射率与折射定律求解透镜另一侧表面面形，由于透镜上下表面测量结果位于同一坐标系，二者作差获得透镜厚度。
一种透镜厚度测量装置方法

[发明专利]一种基于红外显示设备的角膜面形测量装置及方法-CN202110863465.X在审
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-07-29 - 公布日： 2021-11-23 - 主分类号： A61B3/107 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于红外显示设备的角膜面形测量装置及方法，该装置包括计算机、红外显示设备、红外相机。所述红外显示设备用于向角膜投射条纹结构光；所述红外相机用于采集经角膜反射调制后的条纹结构光信息；所述计算机、分别与红外显示设备、红外相机连接，用于红外显示设备及红外相机，并进行计算以获得测量结果。本发明利用红外显示设备像元间距已知的特性，能够更加方便、准确的利用红外显示设备投影出准确的条纹图像信息，进一步地保证了后续测量结果地准确性。
一种基于红外显示设备角膜测量装置方法

[发明专利]一种考虑显示设备面形的相移偏折术几何参数标定方法-CN202110863486.1在审
发明人：房丰洲;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-07-29 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑显示设备面形的相移偏折术几何参数标定方法，先假定显示设备为绝对平面，利用平面镜与显示设备像元点距作为约束，相机借助标准平面镜在3个以上不同位姿下的反射观测显示设备上的编码信息，借助平面多点位姿评估算法，线性求解相机与平面显示设备的初步几何参数；以相移偏折术成像的几何关系模型作为代价函数并借助光束平差优化算法，获取相机成像参数、相机与显示设备几何参数以及显示设备面形的最终标定结果。本发明方法仅依赖标准镜进行标定从而操作简单，且充分考虑到显示设备不是绝对平面的物理事实以使相移偏折术测量结果更加准确的特点，具有实用性、推广性、普适性。
一种考虑显示设备相移偏折术几何参数标定方法

[发明专利]一种基于激光聚焦测头焦点自动搜索的曲面形貌测量方法-CN201910550995.1在审
发明人：张效栋;段懿庭;武光创;黄思雨;王颖墨 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-06-24 - 公布日： 2019-10-08 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于激光聚焦测头焦点自动搜索的曲面形貌测量方法，包括下列步骤：改进基于像散法的激光聚焦探测头的组成，利用PZT带动显微物镜进行周期扫描；调整待测工件的姿态，使工件放置于测头测量的景深内，设置合理的PZT的振动频率和采集卡的采集频率；收集一个周期的数据集；确定拟合区域；线性拟合：通过Levenberg‑Marquadt最小二乘直线拟合或者回归分析；计算曲面相对高度。
激光聚焦测头曲面形貌测量自动搜索最小二乘直线拟合采集频率待测工件工件放置回归分析显微物镜线性拟合振动频率周期扫描采集卡数据集探测头焦点景深拟合像散测量改进

[发明专利]一种自由曲面气体池及其加工方法-CN201710636235.3在审
发明人：张效栋;王颖墨;房丰洲;李泽骁 -专利权人：三代光学科技（天津）有限公司
申请日： 2017-07-31 - 公布日： 2017-11-28 - 主分类号： G01N21/03 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于自由曲面的气体池及其加工方法。属于气体池设计及超精密加工领域。一种基于自由曲面的气体池及其加工方法，其特点是针对多镜系统装配困难的公知问题，提出利用一面自由曲面镜代替多镜的解决方案，并形成一种包括两块面状抛物镜及一块由超精密车床整体加工的面状自由曲面镜的自由曲面气体池。本发明在保留初始结构有效光程大、结构紧凑等优点且不改变其工作效果的同时，削减了镜面数量，极大降低了光学装调难度与成本。
一种自由曲面气体及其加工方法

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