在光學器件、精密儀器等設(shè)備中存在大量鏡面特性的表面,精確地測量鏡面物體三維形貌是非常重要的。而鏡面物體的測量研究還處于初級階段,目前主要利用三坐標測量機或者利用噴涂法改變表面特性來對上述物體進行三維形貌測量。因此迫切需要研究一種有效的非接觸光學測量手段實現(xiàn)鏡面物體表面三維形貌測量。本文提出了基于遠心系統(tǒng)全場形貌測量方法,通過直接建立絕對相位和深度數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,實現(xiàn)非連續(xù)鏡面物體三維形貌測量。在系統(tǒng)標定和測量過程中,兩個LCD顯示屏固定在不同位置。通過軟件生成并顯示正弦條紋圖。反射的條紋圖會依據(jù)被測物體的表面梯度和深度而產(chǎn)生相應(yīng)的變形,同時由遠心相機采集。雙遠心鏡頭具有鏡頭畸變小和大景深的特點,在進行系統(tǒng)標定和測量表面深度變化大的鏡面物體中具有明顯的優(yōu)勢。折疊相位圖和絕對相位圖分別利用四步相移法和最佳三條紋展開法從采集的條紋圖中計算得到。本文提出了一種新穎的系統(tǒng)標定方法,該方法能夠直接獲得LCD顯示屏與參考平面鏡之間的姿態(tài)。系統(tǒng)參數(shù)標定之后,從獲得的絕對相位信息中可以直接得到被測物體表面的深度信息。由于深度直接與相位建立聯(lián)系而不需要梯度積分過程,故所提的方法可以測量非連續(xù)鏡面物體。測量... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

立體}a.}III量示意圖

動式光學三維測量技術(shù)通過光源產(chǎn)生特定結(jié)構(gòu)的編碼光并將其投射到被測，經(jīng)過物體表面高度的調(diào)制使得物體表面反射的圖案產(chǎn)生變形，通過分析變可以獲得精確的三維形貌信息。根據(jù)獲得物體三維形貌信息的原理不同，主三維形貌測量方法主要可被分為基于結(jié)構(gòu)光的三角法[16,17]、飛行時間法[18,19][20]。 干涉法涉測量法一般采用相干光作為輸出光源，它根據(jù)物波和參考波的干涉條紋信被測物體的三維形貌信息。并且一般通過與相移或外差技術(shù)相結(jié)合的方法，精度顯著提高。但一般情況下，其測量范圍較小，而且測量系統(tǒng)的測量精度及可靠性容易受到測量環(huán)境的溫度、濕度、氣壓等因素的影響。干涉測量法分為相干雷達法[34,35]、白光干涉法[36,37]及散斑干涉法[38]。 飛行時間法紅外發(fā)射器

法(Time-of-Flight)，主要是通過計算光的飛行時間差來獲得被。其測量原理示意圖如圖 1.3 所示，光源向被測物體不斷地發(fā)束，光束到達被測物體表面后發(fā)生漫反射，有一部分光線按原收，此時計算發(fā)射光線和接受光線間的相位差 ，從而得到光據(jù)光的飛行時間差，結(jié)合光的飛行速度即可計算光源與被測物構(gòu)光的三角法光源


本文編號：3498074