投影測量系統(tǒng)中高質(zhì)量灰度正弦光柵的研制.pdf

1、光學(xué)投影三維測量系統(tǒng)主要由投影系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成。投影系統(tǒng)投影出光柵條紋的質(zhì)量是取得高精度測量的關(guān)鍵，因此光柵元件是投影系統(tǒng)中的核心部件。本文針對光柵元件的高質(zhì)量、高精度等要求，提出制作高質(zhì)量光柵元件的方法。其中，一組編碼元件中灰度正弦光柵的制作方法是本文的重點。
　　 制作灰度正弦光柵有很多種方法，針對光柵元件中灰度正弦光柵的特殊要求，本文選擇運用空間濾波成像的方法制作高精度灰度正弦光柵。闡述了該灰度正弦光柵制作的基本理論和光

2、路參數(shù)計算。該方法可以方便的精確調(diào)整所需要的條紋頻率和在線觀測條紋質(zhì)量。制作的光柵條紋平行度及均勻性好，光柵常數(shù)控制精確，而且畸變小，能獲得良好的正弦性條紋分布。針對光路的不足之處，在光路中引入雙散斑屏消除激光強相干性對成像質(zhì)量的影響，并用背景光照射像面使像面因而產(chǎn)生不為零的最低光強，使得正弦干涉條紋光強分布達到全息干板的特性曲線的線性區(qū)。
　　 實驗過程中，首先制作高質(zhì)量的朗奇光柵作為成像系統(tǒng)中的物光柵，在像面上用高質(zhì)量全息干

3、板在不同實驗條件下拍攝像面上的灰度正弦光柵圖；然后在光學(xué)投影系統(tǒng)中對光柵進行投影，通過CCD攝取干板的透過條紋圖，對圖像的數(shù)據(jù)處理可得出光柵的透過率曲線，用標(biāo)準(zhǔn)的正弦曲線擬合透過率曲線，通過比較兩者的差別可得出干板條紋圖正弦性的優(yōu)劣和條紋的反襯度；最后根據(jù)檢測結(jié)果得出制作正弦性優(yōu)、反襯度高、質(zhì)量高灰度光柵的最佳實驗條件。
　　 實驗結(jié)果表明，基于空間濾波成像原理的消激光散斑成像系統(tǒng)，可以通過低頻二值化的光柵得到較高頻率的正弦光柵