基于相移法的物體表面三維輪廓測量研究.pdf

1、基于相移法的光柵投影輪廓術由于具有全場測量，高精度，非接觸等優(yōu)點，在質量控制、工業(yè)檢測、醫(yī)學、人體測量和文物數(shù)字化等眾多領域得到了越來越廣泛的應用。本文旨在提高基于數(shù)字光柵投影、相移法和標定技術的三維輪廓測量系統(tǒng)的性能，且對相位計算、相位誤差補償和系統(tǒng)標定等關鍵性技術進行了研究，力圖為光柵投影輪廓術的實用化奠定基礎。
　　相位計算是光柵投影輪廓術的基礎內容，同時也是三維測量的關鍵性步驟，它是實現(xiàn)相位-高度映射的前提。相位計算包括包

2、裹相位計算和包裹相位的展開兩個部分，本文在對比分析了各種算法的基礎上，選取了相移法求取包裹相位，利用改進型時間相位展開法-多頻光柵投影法進行相位展開，該方法能有效抑制誤差傳播效應，并通過模擬仿真和石膏手的測量實驗驗證了該方法的有效性。
　　相位誤差是影響測量精度的一個主要因素，在相移法中，相位誤差主要來源相移誤差和光柵圖像的非正弦性，相移誤差已基本可以通過投影計算機生成的電子光柵消除。本文通過對一塊白色平板的實際測量分析發(fā)現(xiàn)，光柵

3、圖像的非正弦性是由投影儀的非線性伽瑪效應和投影光柵的周期展寬共同作用的結果，為此，本文提出一種連續(xù)相位與相位誤差之間的通用相位誤差查找表，該誤差查找表能同時補償投影儀的非線性伽瑪效應和投影光柵的周期展寬引起的相位誤差，且最后對一塊高精度塊規(guī)的測量實驗表明該誤差查找表能有效減小相位誤差，提高系統(tǒng)的測量精度。
　　系統(tǒng)標定是光柵投影輪廓術的關鍵技術之一，它決定了被測物體三維重構的精度。本文選取了系統(tǒng)安置靈活、高精度的最小二乘標定法，該