光柵投影法三維輪廓測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、二十一世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)硬件的快速升級(jí)迭代，給大數(shù)據(jù)快速處理奠定了基礎(chǔ)。伴隨著現(xiàn)代光學(xué)檢測(cè)技術(shù)水平的不斷提升，光學(xué)三維輪廓測(cè)試技術(shù)因具有高分辨率，不接觸無(wú)損傷，數(shù)據(jù)獲取速度快等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。本文針對(duì)光柵投影法三維輪廓測(cè)試中的相位獲取與相位解包等關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究。通過(guò)研究莫爾條紋和投影光柵相移法，對(duì)單相機(jī)獲取的光柵數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了三維輪廓的測(cè)試。
　　本文確立了基于光柵投影法的三維輪廓測(cè)試方案，構(gòu)建了投影儀——

2、單相機(jī)測(cè)試的結(jié)構(gòu)模型及其數(shù)學(xué)模型，搭建了基于光柵投影法的三維輪廓測(cè)試系統(tǒng)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究了基于虛擬光柵的莫爾條紋獲得，基于相移法的相位提取和基于最小二乘法的相位解包等關(guān)鍵技術(shù)。
　　基于虛擬光柵的莫爾條紋具有獲取快捷的優(yōu)點(diǎn)。首先，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)光柵對(duì)參考平面進(jìn)行投影并采集反射光柵圖;然后，放置被測(cè)物體，再次投射標(biāo)準(zhǔn)光柵并采集反射的變形光柵圖案;最后，通過(guò)計(jì)算機(jī)疊加兩次采集的光柵圖，從而獲得包含被測(cè)物體輪廓的莫爾條紋。該方法在系

3、統(tǒng)安裝調(diào)試后，對(duì)于被測(cè)物只需要拍攝一幅圖像，即可獲得三維輪廓信息，能比較迅速的獲得高精度的三維輪廓數(shù)據(jù)。
　　相移法具有提取包裹相位精度高的特點(diǎn)，所以本文通過(guò)虛擬相移的方式來(lái)獲得包裹相位。最后采用最小二成乘法實(shí)現(xiàn)了相位的解包。通過(guò)上述方法，實(shí)驗(yàn)成功提取了被測(cè)物體的三維輪廓數(shù)據(jù)，對(duì)于厚度為1mm的標(biāo)準(zhǔn)量塊，采用數(shù)字莫爾條紋法測(cè)試結(jié)果為1.092mm;傅立葉變換法的處理結(jié)果為1.127mm。
　　通過(guò)以上關(guān)鍵技術(shù)的研究以及與傅立