基于相位偏折的高反射物體三維測量中相位展開技術(shù)研究.pdf

1、在光學(xué)三維測量中面結(jié)構(gòu)光技術(shù)以測量范圍大、速度快、精度高等優(yōu)點在漫反射物體中得到了廣泛使用,但用其測量高反射物體的技術(shù)還不成熟。對于高反射物體,國內(nèi)外還沒有對其面形評定的標(biāo)準(zhǔn),測量技術(shù)已經(jīng)滯后于工業(yè)生產(chǎn)的需求。本文采用光柵相位偏折技術(shù)完成高反射物體的三維測量,該方法采用LCD顯示器作為數(shù)字光柵顯示設(shè)備,CCD攝像機作為圖像采集設(shè)備,通過計算被測高反射物體和標(biāo)準(zhǔn)平面鏡中光柵虛像對應(yīng)相位的偏折信息結(jié)合重建算法完成測量。但是,從光柵圖像中只能

2、直接得到折疊相位,而相位偏折技術(shù)需要對應(yīng)的展開相位。
　　本論文主要研究用相位偏折技術(shù)測量高反射物體三維形貌時如何通過測量系統(tǒng)高效率地得到編碼光柵以及如何精確、快速地從光柵條紋圖像中得到所需要的展開相位信息。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　1、分析了基于光柵相位偏折的高反射物體三維形貌測量的原理,并以此模型為基礎(chǔ)搭建了測量系統(tǒng),理論和實驗表明該方法的可行性。
　　2、分析了相位展開的數(shù)學(xué)表示,對時域相位展開算法中

3、的線性遞增法、指數(shù)遞增法和空域相位展開中的最小二乘法、中心攝動法、分支切割法的優(yōu)缺點進行了討論,并用模擬和實驗進行了驗證。
　　3、提出了一種結(jié)合攝動光柵的調(diào)制度排序相位展開算法。首先由攝動光柵確定相位展開起點的真實相位,然后根據(jù)各像素點的調(diào)制度大小確定相位展開路徑,避免了常規(guī)方法中人為干預(yù)的缺點,實現(xiàn)了自動化測量。
　　4、提出了一種改進的復(fù)合光柵編碼方法,將攝動光柵和相移光柵有機地整合到一幅光柵圖像中。把CCD采集的復(fù)合