基于施密特正交化的光纤干涉条纹图相位重构方法的研究与应用
发布时间：2020-07-22 18:39
【摘要】：基于光纤干涉条纹结构光投影的三维测量法由于投影条纹余弦性好、结构灵活以及环境适应性强等优点,在针对小尺寸物体的三维测量中具有一定的优势。随着该项技术的不断发展,在工业应用中对待测物体的尺寸体积、相位重构速度及精度等各方面都提出了更高的需求。本文在小尺寸物体三维测量应用前景下,将施密特正交化法应用到光纤干涉条纹图相位重构中进行研究,并基于该方法开发了一套三维测量系统,本文主要工作如下:(1)通过基于马赫-泽德(Mach-Zehnder)光纤干涉仪结构与杨氏双缝干涉原理的条纹结构光投影系统于小视场范围内完成高密度干涉条纹投射;并利用高速摄像机采集任意时刻的条纹图像进行相关预处理:通过高斯函数变换法对条纹图像较暗区域进行对比度增强,利用中值旋转滤波在不影响条纹法向余弦分布的前提下进行噪声有效滤除。(2)利用施密特正交化法对干涉条纹图像进行相位信息提取,并设计了一种基于条纹等值线剪切的最小二乘相位解包裹算法实现对待测物体的全场相位快速精确重构。该方法能有效克服光纤干涉系统易受温度波动、环境振动等因素影响而引起的相位漂移问题;且该方法通过自适应高斯高通滤波器消除了低零频背景分量,较好地解决了傅立叶轮廓术法易产生的频谱混叠而导致测量误差的问题。(3)搭建基于光纤干涉条纹结构光投影的三维测量系统,结合相位-高度标定参数实现对系统数学模型参数标定,并针对小尺寸物体进行了测量实验,与傅立叶轮廓术法测量结果进行对比。实验结果表明本测量系统在保证测量速度的同时也有效地提升了精度,适用干高精度在线三维测量。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;O436.1
【图文】：
魂光学三维测量方法
好的平行干涉条纹。若把千涉条纹结构光投射至小尺寸待测物表面，经其高度差逡逑异产生调制效应后，再利用高速相机去拍摄观察屏上受物体调制后的图像，经过逡逑算法处理后，可获得对小尺寸物体的３Ｄ空间信息。以上具体流程如图２－１所示。逡逑ｍｂ中．校忙纤梆合器逡逑Ｈ￣￣逦Ｈ逡逑Ｈｅ－Ｎｅ激光器逦0涉谔２邋／逦支c櫞蝈义希槭慊螢底义希樱穑校у义贤迹玻惫庀烁缮嫣跷仆队叭饬吭斫峁雇煎义嫌氪程跷平峁构馔渡浞椒ㄏ啾龋鞠低巢捎玫耐队白爸镁哂腥缦掠诺悖哄义希ǎ保┧队暗奶跷泼髁燎逦谛》段诿芏冉鲜滞队耙遣奶跷埔啵义希瑰义
本文编号：2766198
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;O436.1
【图文】：
魂光学三维测量方法
好的平行干涉条纹。若把千涉条纹结构光投射至小尺寸待测物表面，经其高度差逡逑异产生调制效应后，再利用高速相机去拍摄观察屏上受物体调制后的图像，经过逡逑算法处理后，可获得对小尺寸物体的３Ｄ空间信息。以上具体流程如图２－１所示。逡逑ｍｂ中．校忙纤梆合器逡逑Ｈ￣￣逦Ｈ逡逑Ｈｅ－Ｎｅ激光器逦0涉谔２邋／逦支c櫞蝈义希槭慊螢底义希樱穑校у义贤迹玻惫庀烁缮嫣跷仆队叭饬吭斫峁雇煎义嫌氪程跷平峁构馔渡浞椒ㄏ啾龋鞠低巢捎玫耐队白爸镁哂腥缦掠诺悖哄义希ǎ保┧队暗奶跷泼髁燎逦谛》段诿芏冉鲜滞队耙遣奶跷埔啵义希瑰义
本文编号：2766198
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