基于条纹反射的镜面物体三维形貌测量方法研究

发布时间：2021-01-12 02:47

　　基于结构光的光学三维测量技术以其高精度、高效率和非接触性的优点在高速检测、产品开发、质量控制、反向工程等领域得到了广泛的应用。随着现代制造业的飞速发展,对于许多精密零件、器件的质量检测要求会越来越高。虽然光学三维测量技术在漫反射物体的测量方面已经相当成熟,但是对于类镜面或镜面的测量仍然是一个难点。因此镜面三维方法测量研究具有很深远的意义。传统的镜面测量方法中,采用正弦条纹作为投影条纹,由于显示器的非线性影响,降低了条纹质量。本文采用三角波条纹作为投影条纹,通过空气系统的离焦作用,来获得正弦条纹。CCD相机接收由于镜面物体反射调制的变形条纹,将采集到的条纹图像进行解调和相位解包裹来获得镜面物体的绝对相位,通过直接建立高度和绝对相位之间的数学模型,来恢复镜面物体的三维形貌。本文研究内容和工作主要包含以下几个方面:1.分析三角波条纹离焦原理,对比三角波条纹和标准正弦条纹作为投影条纹CCD相机获得条纹的正弦性,三角波条纹离焦能够滤除幅值较小的高次谐波,滤除环境中存在的高频噪声,获得更好的条纹质量,减小LCD显示器非线性对测量的误差的影响。2.分析了相位展开算法,研究介绍了三频相位展开法和三频外... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

镜面表面物体

南昌航空大学硕士学位论文 第 1 章 绪论产中的额外成本。同时还可以很大程度地提高镜面曲面产品最终的加工精度，最终为工业生产过程中实现快速、高精度的镜面反射物体三维形貌测量奠定基础[6]。为减小工业生产成本，研究一种系统结构简单、非接触、高精度、易于实现的镜面反射物体三维形貌测量的方法，对于工业生产中类镜面反射物体实现在线检测具有很深远的意义并已成为一项艰巨任务。1.2 镜面物体的三维测量方法目前，对于镜面物体的测量方法主要分为接触式测量法, 扫描显微镜测量法和非接触式测量法三种[7]。具体逻辑关系如下图所示：

南昌航空大学硕士学位论文 第 1 章 绪论测试头去接触测量的物体表面，得到被接触点在空间内的精确坐标，从而恢复被测物的三维形貌。在 20 世纪早期，德国 Schmaltz 研究出的简单、可靠、高精度的触针式轮廓记录仪，为物体表面三维形貌测量开启了崭新的篇章。但现在，随着科技的发展，国际上涌现出很多三坐标测量机的供应商，例如，Zeiss、Hexagon、Metris LK、Mitutoyo 和 Leitz。Zeiss 公司的三坐标测量机 CONTURA，是一款桥式结构坐标测量仪，其测量精度可以高达 1.5um。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相位测量偏折术的反射表面缺陷检测[J]. 陶迁,周志峰,吴明晖,王立瑞.  液晶与显示. 2020(12)



本文编号：2971987