基于光学干涉投影的三维形貌测量

发布时间：2021-05-09 03:05

　　在众多的三维形貌测量技术中,条纹投影法以其非接触性、高精度、高速度等特点,已被广泛应用在许多领域,如工业检测,逆向工程和医疗诊断等。传统傅里叶变换轮廓术（Fourier20Transform20Profilometry,FTP）多采用散光斜式投影,需要满足四个约束条件才能得到较为准确的相位与高度映射关系,并且由于散光投影带来的相位非线性二次项误差也会降低形貌恢复精度。为了能在欠约束条件下减少相位非线性误差的影响,建立了基于平行光干涉投影下的普适模型。平行光干涉投影下的参考平面相位沿着X轴呈线性变化,相位分布较散光或倾斜式投影无需相位补偿,更具准确性。包裹相位是光学相位法测量物体三维形貌时须解决的关键性环节,是正确还原被测物三维形貌的重要部分。目前时间相位解包裹中基于双频外差原理的解包裹方法测量精度较高,发展速度很快。传统双频解包裹技术多采用数字投影,要求两条纹的频差较小且条纹节距较大,使得其辨别形貌细节的能力降低。在平行光干涉投影的欠约束模型下为了提高相位解包裹的精度,采用波阵面调制下的双频外差方法进行相位展开来减小解包裹误差。主要研究工作内容如下:1)利用相位测量轮廓术的知识,建立了... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
    1.1 三维形貌测量技术概述
        1.1.1 接触式测量
        1.1.2 非接触式测量
    1.2 相位测量法
        1.2.1 傅里叶变换轮廓术
        1.2.2 相移轮廓术
    1.3 课题研究意义、研究内容
        1.3.1 课题研究意义
        1.3.2 课题研究内容
    1.4 本章小结
第2章 平行光干涉投影三维形貌测量系统
    2.1 传统光学三维形貌测量系统
    2.2 平行光干涉投影下的欠约束模型
    2.3 系统标定
    2.4 本章小结
第3章 平行光波阵面调制下的双频解包裹
    3.1 相位解包裹原理
        3.1.1 空间相位解包裹
        3.1.2 时间相位解包裹
    3.2 双频外差解包裹原理
    3.3 相控阵调节光束偏转
    3.4 波阵面调制下的双频投影
    3.5 本章小结
第4章 相机标定
    4.1 相机成像模型
    4.2 相机畸变
    4.3 相机标定方法
        4.3.1 传统相机标定方法
        4.3.2 相机自标定方法
        4.3.3 张正友标定
    4.4 本章小结
第5章 实验
    5.1 平行光干涉投影下还原物体三维形貌
        5.1.1 平行光干涉条纹投射系统结构
        5.1.2 实验过程
        5.1.3 实验分析
    5.2 波阵面调制下的双频解包裹
        5.2.1 波阵面调制下的投射系统
        5.2.2 条纹图采集处理
        5.2.3 实验分析
    5.3 相机标定
        5.3.1 相机标定过程
        5.3.2 相机标定后的双频相位解包裹
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于正交偏振双纵模的氦氖激光器纳米测尺系统[J]. 邓勇,陈康,李继扬.  应用光学. 2017(02)
[2]基于多频外差相移结构光的三维测量系统[J]. 郭进,陈小宁.  工业仪表与自动化装置. 2016(04)
[3]利用多个小棋盘的大视场相机标定方法[J]. 蒯杨柳,文贡坚,回丙伟,邱少华.  测绘通报. 2016(07)
[4]光学相控器件调制误差对干涉投影条纹的影响[J]. 王一,王祎泽,邾继贵.  激光与红外. 2016(07)
[5]一种改进的双频光栅测量技术[J]. 丁一飞,王鑫.  科技创新与应用. 2016(11)
[6]多频外差原理相位解包裹方法的改进[J]. 陈松林,赵吉宾,夏仁波.  光学学报. 2016(04)
[7]基于神经网络的结构光系统标定[J]. 齐召帅,王昭,黄军辉,薛琦,高建民.  光子学报. 2016(05)
[8]时间相位解包裹方法在三维形貌测量系统中的应用[J]. 何光宏,张莉,王高,范鹏飞.  重庆大学学报. 2015(04)
[9]基于四步相移光栅投影的三维形貌测量系统[J]. 尚忠义,李伟仙,董明利,段良君.  应用光学. 2015(04)
[10]采用棋盘格靶标的全自动相机标定方法[J]. 郭春磊,洪鹰.  计算机工程与应用. 2016(12)

博士论文
[1]基于白光相移干涉法的表面三维微观轮廓测量技术研究[D]. 刘泊.哈尔滨理工大学 2013
[2]基于光纤干涉条纹投射的结构光三维形貌测量技术研究[D]. 段晓杰.天津大学 2013
[3]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D]. 李中伟.华中科技大学 2009

硕士论文
[1]相机标定方法的研究[D]. 孙鹏.东北石油大学 2016
[2]平行光束干涉投影的微小零件形貌测量技术[D]. 王祎泽.华北理工大学 2016
[3]双目立体相机标定算法研究与实现[D]. 黄春燕.中北大学 2015
[4]基于条纹投影的三维小视场测量系统研究[D]. 於燕琴.河北工业大学 2015
[5]基于光栅条纹投影的三维测量系统标定方法的研究[D]. 喻士领.南京理工大学 2015
[6]基于傅里叶变换轮廓术的光学三维形貌测量技术的研究[D]. 董欢.辽宁师范大学 2012
[7]基于结构光的物体三维形貌测量[D]. 张雨薇.哈尔滨工程大学 2012
[8]光纤干涉投射物体表面三维轮廓动态测量技术的研究[D]. 胡博.天津大学 2012
[9]傅里叶轮廓术的三维面形测量[D]. 昶叶.辽宁师范大学 2011
[10]基于相位测量法的光学三维形貌测量研究[D]. 刘菲.山东师范大学 2008



本文编号：3176494