基于光柵投影的復雜物體三維面形測量方法研究.pdf

1、構造物理模擬實驗是研究地質構造的一種有效方法，是幫助地質學家研究構造變形過程和形成機制的重要方法。構造物理模擬的實質是利用相似性原理，根據(jù)運動、幾何等相似理論，研究地質構造的成因和演化過程，對構造的結構進行定性和定量分析。本文在大量查閱國內外相關文獻的基礎上，進行了基于光柵投影的復雜物體三維面形測量方法的研究與改進，建立了一套基于交叉光軸結構的物體表面三維面形測量系統(tǒng)。經(jīng)實驗表明，該系統(tǒng)能夠較為快速、準確地測量出被測復雜物體表面的三維面

2、形信息。本文的主要貢獻如下： 1.設計了由投影儀、CCD攝像機、圖像采集卡和計算機等組成的三維面形測量的硬件系統(tǒng)，利用MATLAB7.0開發(fā)了三維測量的軟件系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)作了標定。 2.研究了光柵投影相位法的原理，能夠準確的求出光條紋的相位主值信息，從而得到物體表面的相位主值。借鑒傳統(tǒng)質量圖，提出了一種新的質量圖--結合邊緣檢測的導數(shù)偏差相關質量圖，并對模擬物體和實際復雜物體的傳統(tǒng)質量圖和改進質量圖進行了比較，實驗結果

3、表明該質量圖能更好地反映數(shù)據(jù)質量。 3.研究了相位展開算法的原理，并針對相位展開過程中由邊緣陡側、孔洞等引起的相位不連續(xù)問題，在研究傳統(tǒng)相位展開算法的基礎上，提出了一種新型的相位展開算法--基于邊緣檢測的導數(shù)偏差相關質量圖的質量導引相位展開算法，并結合基于可靠性排序的相位展開算法對模擬物體和實際復雜物體進行了相位展開，實驗結果表明本文采用的基于光柵投影的復雜物體三維面形測量方法能夠獲得比較滿意的結果，證實了算法的可行性和有效性。