基于远心系统的非连续镜面物体三维测量技术

发布时间：2021-11-16 03:32

　　在光学器件、精密仪器等设备中存在大量镜面特性的表面,精确地测量镜面物体三维形貌是非常重要的。而镜面物体的测量研究还处于初级阶段,目前主要利用三坐标测量机或者利用喷涂法改变表面特性来对上述物体进行三维形貌测量。因此迫切需要研究一种有效的非接触光学测量手段实现镜面物体表面三维形貌测量。本文提出了基于远心系统全场形貌测量方法,通过直接建立绝对相位和深度数据之间的关系,实现非连续镜面物体三维形貌测量。在系统标定和测量过程中,两个LCD显示屏固定在不同位置。通过软件生成并显示正弦条纹图。反射的条纹图会依据被测物体的表面梯度和深度而产生相应的变形,同时由远心相机采集。双远心镜头具有镜头畸变小和大景深的特点,在进行系统标定和测量表面深度变化大的镜面物体中具有明显的优势。折叠相位图和绝对相位图分别利用四步相移法和最佳三条纹展开法从采集的条纹图中计算得到。本文提出了一种新颖的系统标定方法,该方法能够直接获得LCD显示屏与参考平面镜之间的姿态。系统参数标定之后,从获得的绝对相位信息中可以直接得到被测物体表面的深度信息。由于深度直接与相位建立联系而不需要梯度积分过程,故所提的方法可以测量非连续镜面物体。测量... 

【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

立体}a.}III量示意图

动式光学三维测量技术通过光源产生特定结构的编码光并将其投射到被测，经过物体表面高度的调制使得物体表面反射的图案产生变形，通过分析变可以获得精确的三维形貌信息。根据获得物体三维形貌信息的原理不同，主三维形貌测量方法主要可被分为基于结构光的三角法[16,17]、飞行时间法[18,19][20]。 干涉法涉测量法一般采用相干光作为输出光源，它根据物波和参考波的干涉条纹信被测物体的三维形貌信息。并且一般通过与相移或外差技术相结合的方法，精度显著提高。但一般情况下，其测量范围较小，而且测量系统的测量精度及可靠性容易受到测量环境的温度、湿度、气压等因素的影响。干涉测量法分为相干雷达法[34,35]、白光干涉法[36,37]及散斑干涉法[38]。 飞行时间法红外发射器

法(Time-of-Flight)，主要是通过计算光的飞行时间差来获得被。其测量原理示意图如图 1.3 所示，光源向被测物体不断地发束，光束到达被测物体表面后发生漫反射，有一部分光线按原收，此时计算发射光线和接受光线间的相位差 ，从而得到光据光的飞行时间差，结合光的飞行速度即可计算光源与被测物构光的三角法光源


本文编号：3498074