發(fā)布時間：2020-07-22 18:39

【摘要】：基于光纖干涉條紋結構光投影的三維測量法由于投影條紋余弦性好、結構靈活以及環(huán)境適應性強等優(yōu)點,在針對小尺寸物體的三維測量中具有一定的優(yōu)勢。隨著該項技術的不斷發(fā)展,在工業(yè)應用中對待測物體的尺寸體積、相位重構速度及精度等各方面都提出了更高的需求。本文在小尺寸物體三維測量應用前景下,將施密特正交化法應用到光纖干涉條紋圖相位重構中進行研究,并基于該方法開發(fā)了一套三維測量系統(tǒng),本文主要工作如下:(1)通過基于馬赫-澤德(Mach-Zehnder)光纖干涉儀結構與楊氏雙縫干涉原理的條紋結構光投影系統(tǒng)于小視場范圍內完成高密度干涉條紋投射;并利用高速攝像機采集任意時刻的條紋圖像進行相關預處理:通過高斯函數變換法對條紋圖像較暗區(qū)域進行對比度增強,利用中值旋轉濾波在不影響條紋法向余弦分布的前提下進行噪聲有效濾除。(2)利用施密特正交化法對干涉條紋圖像進行相位信息提取,并設計了一種基于條紋等值線剪切的最小二乘相位解包裹算法實現對待測物體的全場相位快速精確重構。該方法能有效克服光纖干涉系統(tǒng)易受溫度波動、環(huán)境振動等因素影響而引起的相位漂移問題;且該方法通過自適應高斯高通濾波器消除了低零頻背景分量,較好地解決了傅立葉輪廓術法易產生的頻譜混疊而導致測量誤差的問題。(3)搭建基于光纖干涉條紋結構光投影的三維測量系統(tǒng),結合相位-高度標定參數實現對系統(tǒng)數學模型參數標定,并針對小尺寸物體進行了測量實驗,與傅立葉輪廓術法測量結果進行對比。實驗結果表明本測量系統(tǒng)在保證測量速度的同時也有效地提升了精度,適用干高精度在線三維測量。
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;O436.1
【圖文】：

魂光學三維測量方法

好的平行干涉條紋。若把千涉條紋結構光投射至小尺寸待測物表面，經其高度差逡逑異產生調制效應后，再利用高速相機去拍攝觀察屏上受物體調制后的圖像，經過逡逑算法處理后，可獲得對小尺寸物體的３Ｄ空間信息。以上具體流程如圖２－１所示。逡逑ｍｂ中．校忙纖梆合器逡逑Ｈ￣￣邐Ｈ逡逑Ｈｅ－Ｎｅ激光器邐0涉諤２邋／邐支c櫞蟈義希槭慊螢底義希櫻穡校у義賢跡玻憊庀爍繕嫣蹺仆隊叭飭吭斫峁雇煎義嫌氪程蹺平峁構饌渡浞椒ㄏ啾齲鞠低巢捎玫耐隊白爸鎂哂腥縵掠諾悖哄義希ǎ保┧隊暗奶蹺潑髁燎邐�，灾B》段諉芏冉鮮滯隊耙遣奶蹺埔啵義希瑰義

本文編號：2766198