基于條文反射術(shù)的高反射物體面形測量方法的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的高速發(fā)展，對工業(yè)產(chǎn)品的尺寸及質(zhì)量的要求也越來越高，特別是類鏡面及鏡面等高反射物體。光學(xué)高反射產(chǎn)品在汽車生產(chǎn)、航空科技、國防工業(yè)、醫(yī)藥科學(xué)方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。對高反射物體面形的高精度測量可以大大提高工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，而傳統(tǒng)的接觸式測量方法和光學(xué)干涉法雖然測量精度比較高，但接觸式測量方法測量時間較長，也有可能會破壞被測物體面形的表面，光學(xué)干涉法所測的面形范圍一般較小。因此，高精度、非接觸、大尺寸的高反射物體面形測量一

2、直是國內(nèi)外研究的熱點。本文研究一種基于條紋反射術(shù)的高反射物體面形測量方法，該方法具有高精度、非接觸、測量范圍大等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。本文在條紋反射術(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的提出采用二進(jìn)制離焦條紋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的正弦編碼條紋，解決了CCD相機(jī)接收的標(biāo)準(zhǔn)平面以及被測高反射物面的正弦條紋圖像因為離焦而出現(xiàn)的模糊問題和LCD顯示器自身的gamma效應(yīng)。該方法的原理是利用LCD顯示器投影水平和豎直方向上的二進(jìn)制編碼條紋到標(biāo)準(zhǔn)平面和被測高反物體上，CCD相機(jī)接

3、收經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)平面和高反物體表面調(diào)制的變形條紋，通過條紋圖像的解調(diào)和相位解纏來獲取高反物體表面的連續(xù)相位信息，通過相位與梯度的對應(yīng)關(guān)系，得到被測高反射物面的在x軸和y軸方向上的梯度信息，然后通過梯度數(shù)值積分方法來重建高反物體的面形。
　　本文研究的內(nèi)容主要包括：
　　1.研究了基于條紋反射術(shù)的高反射物體測量原理，分析了物體表面相位信息與梯度之間的對應(yīng)關(guān)系，再由梯度獲得高反物體三維信息，并搭建了基于條紋反射術(shù)的高反射物體面形測量系統(tǒng)

4、。
　　2.對測量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定LCD顯示器上每一個像素點到標(biāo)準(zhǔn)平面的距離d，以及CCD相機(jī)的內(nèi)參和外參的標(biāo)定，為恢復(fù)高精度的面形打下了基礎(chǔ)。
　　3.提出了一種改進(jìn)的條紋反射測量方法，采用二進(jìn)制的條紋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的正弦條紋，由于CCD相機(jī)聚焦在被測物體表面，那么CCD相機(jī)接收的經(jīng)被測高反射物體面形調(diào)制的變形條紋圖像是模糊的。所以本文采用LCD顯示器投影二進(jìn)制編碼條紋，通過適度的離焦，易于得到標(biāo)準(zhǔn)的正弦條紋像，獲得精度更高的