大口徑反射鏡的加工水平一直受到光學(xué)檢測水平的限制,尤其是處于研磨到拋光過渡階段的面形檢測,目前還沒有一種較為成熟有效的檢測手段�；谝陨蠁栴},本文選取條紋反射法對(duì)過渡階段光學(xué)反射鏡進(jìn)行三維輪廓測量展開研究,該方法利用帶有相位信息的結(jié)構(gòu)光向待測物體表面進(jìn)行投射,由CCD相機(jī)拍攝受到物體表面調(diào)制后的變形條紋圖像,通過計(jì)算變形條紋的相位變化得到反射鏡表面各點(diǎn)的梯度數(shù)據(jù),最后對(duì)梯度數(shù)據(jù)進(jìn)行積分?jǐn)M合出鏡面物體三維輪廓信息。本文研究了條紋反射法中梯度獲取,梯度積分以及檢測系統(tǒng)標(biāo)定等關(guān)鍵技術(shù)。其中梯度數(shù)據(jù)需要利用到的數(shù)字相移技術(shù)和相位展開來獲取,我們首先對(duì)這兩種技術(shù)的方法和原理進(jìn)行了研究,并通過計(jì)算機(jī)仿真分析比較了相位展開技術(shù)中常用的路徑跟蹤算法Goldstein枝切法和質(zhì)量圖導(dǎo)引法在不同信噪比（SNR）情況下的相位展開情況。在對(duì)梯度積分算法的研究過程中,本文基于Southwell積分模型提出了一種改進(jìn)迭代補(bǔ)償算法,該方法利用衰減系數(shù)控制補(bǔ)償高度,通過對(duì)高度殘差不斷迭代累加從而逐漸完善面形。仿真結(jié)果表明改進(jìn)迭代算法具有更快的收斂率,更高的中高頻擬合精度等優(yōu)勢。為減小在實(shí)際測量中矢高不確定對(duì)梯度數(shù)據(jù)造... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１為德國ＭＥＳＡ研究所研制的Ｍｅｓａ?Ｉｍａｇｉｎｇ?ＳｗｉｓｓＲａｎｇｅｒ?ＳＲ４０００深度相機(jī)，??

反射法的大口徑反射鏡面形檢測研宄?第一章緒論??內(nèi)使用。德國ＰＭＤ研宄所研制的ＰＭＤ系列攝像機(jī)運(yùn)用抑制背景光照技術(shù)可以在室??外進(jìn)行測量，但是相機(jī)的價(jià)格過于昂貴而且分辨率較低，其中ＰＭＤ系列中較高分辨??率的ＰＭＤ?Ｃａｍｃｕｂｅ?２．０型號(hào)相機(jī)分辨率僅為２０４＊２０４像素。??１９８３年日本學(xué)者Ｍ．?Ｔａｋｅｄａ［ｎ，１２］提出利用傅里葉變換對(duì)物體進(jìn)行三維輪廓測量，該??方法稱之為傅里葉輪廊術(shù)（Ｆｏｕｒｉｅｒ?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ?Ｐｒｏｐｆｉｌｏｍｅｔｒｙ，?ＦＴＰ）。測量原理如圖１－２所不，??將提前編碼好結(jié)構(gòu)光的羅奇光柵或者正弦光柵投影到參考平面和物體表面，反射變形??的光柵圖像由攝像機(jī)接收，通過對(duì)變形光柵進(jìn)行圖像預(yù)處理、傅里葉變換和頻譜濾波??等操作獲得高度與相位的映射關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)面形輪廓的重現(xiàn)［１３，１５］。??ＣＣＤ?ｃａｍｅｒａ??＝?１１１１１１?〇?等－??Ｏｂｊｅｃｔ??￣＂?Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｐｌａｎｅ??圖１－２傅里葉變換輪廓術(shù)光路圖??ＦＴＰ僅需一幅圖像就可以求得物體三維形貌，整個(gè)過程快捷簡便，適用于工業(yè)生??產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)檢測和動(dòng)態(tài)檢測［１１，１６，１７］。但是？��？對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行傅里葉變換之后，各種頻??譜的頻率摻雜在一起，與高度相關(guān)的基頻一旦與其他頻譜的頻率相互交叉就容易形成??混頻和頻譜泄露的情況，從而影響檢測精度。除此之外條紋調(diào)制不僅受到物體高度影??響，同時(shí)受到環(huán)境背景光、物體反射率和系統(tǒng)噪聲等影響，大量的系統(tǒng)誤差限制了ＦＴＰ??的檢測范圍和測量精度。針對(duì)這些問題，基于ＦＴＰ的彩色條紋技術(shù)［１３，１４】、雙頻采樣技??術(shù)［１５］等改進(jìn)的方法能夠有效的提高相位提取能力。??

法，其中相移法以其較高的穩(wěn)定性和良好的抗噪能力得到了廣泛的應(yīng)用。Ｌｉｕ［３２］等??人在２０１４年提出了雙頻正交光柵相移法，把兩個(gè)正交的條紋圖像編碼到一幅圖中，??將正交光柵沿著某一側(cè)向移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向條紋的同時(shí)移相，減少了相移次數(shù)；??Ｗｕ［３３］等人將ＲＧＢ三色圖像代替?zhèn)鹘y(tǒng)的灰度圖像提出了彩色復(fù)合正交光柵，解決了灰??度正交條紋通常出現(xiàn)的頻譜混疊情況。浙江大學(xué)熊義可［３４］提出投影多幀二元編碼圖案??獲得階梯相位，克服了傳統(tǒng)相移法難以測量階躍物體問題。以上提到的光柵圖像如??圖１－３所示。????■???�。海海海海海海海海海海海海海�；：：：：：；：：：??丨?丨丨丨?＇?Ｉ：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：］??????—－?卜？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？，?????????Ｉ?■?，．１．１?■?Ｉ．?■■■＿—■?Ｉ?—．?？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？＜??－－?ｊ??（ａ）?（ｂ）?（Ｃ）??圖１－３不同的光柵條紋（ａ）正弦條紋圖；（ｂ）正交條紋圖；（ｃ）彩色條紋圖??條紋反射法實(shí)質(zhì)是得到物體表面各點(diǎn)的梯度值，為獲得待測物體面形信息，需要??５??


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