投影條紋形貌測量中的非線性相位誤差補償方法研究.pdf

1、投影條紋法近年來發(fā)展非常迅速，是一種典型的光學(xué)形貌測量技術(shù)，其具有實時、全場、快速、非接觸和無損測量等優(yōu)點，投影條紋法不僅能測量連續(xù)物體的三維形貌，與多頻方法結(jié)合還能夠測量不連續(xù)物體的三維形貌測量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對投影條紋法的三維形貌的精度要求越來越高。提高精度不僅和測量設(shè)備有關(guān)，而且測量過程中的誤差也不能忽視，投影條紋的誤差主要是由于投影儀引起的非線性相位誤差。本文在對非線性相位誤差進行進一步研究之后，分別改進了LUT查表法的相

2、位誤差補償方法和提出了相位誤差補償?shù)姆聪喾?。論文的主要工作分為以下幾個部分:
　　首先，介紹了投影條紋形貌測量技術(shù)背景、發(fā)展趨勢以及基本原理、投影條紋的非線性相位誤差補償方法、單頻、多頻條紋的去包裹技術(shù)以及高度和相位之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。通過仿真分析非線性誤差的多項式模型中各階殘余參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)對于四步相移法而言非線性誤差的頻率是條紋頻率的4倍。當(dāng)周期相同的情況下，物體的二階殘余和三階殘余之比越接近1，非線性誤差越小。當(dāng)二階殘余和三階

3、殘余比值一定的情況下，非線性誤差的振幅不隨條紋周期改變。
　　其次，改進了非線性相位誤差補償?shù)腖UT查表法。通過給出LUT查表法的補償原理，執(zhí)行了標定塊的單頻和多頻的投影條紋的三維形貌測量實驗，改進的LUT方法明顯補償了非線性相位誤差，證明了改進的LUT查表法的可靠性。
　　最后，提出了非線性相位誤差補償?shù)亩囝l反相法，通過對相移法偏移相位π/4來改變非線性相位的符號，達到補償非線性相位誤差的目的。通過平面、臺階和球冠仿真模擬