线性无衍射结构光实现方法的理论与实验研究

发布时间：2016-12-24 21:13

  本文关键词：无衍射结构光理论及实现方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《华中科技大学》 2007年

线性无衍射结构光实现方法的理论与实验研究

钱钺  

【摘要】： 本文论述了一种新型的无衍射光—线性无衍射结构光。这种新型光束不仅具有传统无衍射光的特点,且光斑为线性结构。它为表面形貌测量提供了一种优良的光源,使测量系统能同时满足测量范围大,分辨率高和测量速度快的要求。基于这种光源的测量系统可用于快速测量大型工件三维表面形貌,如汽车车身、飞机构件等;也可用在数控机床中,作为反求工程中的快速测量系统。本文围绕线性无衍射结构光的特性、实现原理、实现方法进行了研究,主要工作和创新如下: 实现了一种新型无衍射光—线性无衍射结构光。在三角棱镜法的基础上提出了一种实现无衍射结构光的改进方法——组合三角棱镜法。对组合三角棱镜的衍射模式进行了分析。分别利用精确衍射积分法和近似稳相法对平面波入射时,组合三角棱镜后的光场分布进行了计算。利用稳相法求解了球面波及高斯波入射时的光场分布。 设计了线性无衍射结构光的实现系统。设计了组合三角棱镜参数并进行了加工。对组合三角棱镜的衍射模式进行了实验研究,并将试验结果和理论结果进行了比较研究,证明了平面波入射组合三角棱镜后的光场具有无衍射结构光的特性。 设计了线性无衍射结构光的图像采集和图像处理系统。本文采用CCD数码相机进行图像采集,并利用Matlab软件的图像处理功能对采集的图像文件进行了去噪、增强对比度等处理,提高了图像质量。

【关键词】：
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH74
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-7

1 绪论7-12

1.1 引言7

1.2 无衍射光及结构光的发展概述7-8

1.3 表面形貌测量及激光三角测量概述8-9

1.4 课题研究的目的、意义及应用前景9-10

1.5 课题来源及本文主要内容安排10-12

2 无衍射结构光的理论基础12-19

2.1 无衍射光理论基础12-13

2.2 线性无衍射结构光概念的提出13

2.3 线性无衍射结构光的实现方法13-18

2.4 本章小结18-19

3 组合三角棱镜法的理论研究19-45

3.1 实现方法的提出19-21

3.2 组合三角棱镜对于平面波的衍射模式的计算21-36

3.3 组合三角棱镜对于高斯波的衍射模式的计算36-40

3.4 组合三角棱镜对于球面波的衍射模式的计算40-44

3.5 本章小结44-45

4 组合三角棱镜法的仿真与实验研究45-58

4.1 组合三角棱镜法的仿真研究45-51

4.2 组合三角棱镜法的实验研究51-57

4.3 本章小结57-58

5 全文总结与展望58-62

5.1 全文总结58-59

5.2 系统总体评价59-60

5.3 展望及今后研究工作方向60-62

致谢62-63

参考文献63-67

附录67-70

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  本文关键词：无衍射结构光理论及实现方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：226088