微分形貌检测技术研究

发布时间：2017-08-30 01:16

  本文关键词：微分形貌检测技术研究

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【摘要】：三维形貌检测技术在工业生产、生活娱乐、医学研究及国防安全等领域具有广阔前景,例如产品质量的动态在线检测、影视动漫、医疗修复手术和人脸识别等。其中,傅里叶变换轮廓检测技术(FTP)以其单帧获取、全场分析等优点成为三维形貌检测领域的关键技术之一。基于傅里叶变换轮廓术的微分形貌检测算法,无需相位解包裹就可恢复物体连续相位,为三维形貌检测技术开辟出广阔的应用前景。但在实际应用中,微分形貌检测算法还存在许多问题,如：当变形光栅条纹与坐标轴处于不同方向时,容易引起误差；相位偏导数求取时的空域算法相对复杂,消耗时间较长,等等。为扩大应用范围、提高检测速度和精度,本文针对微分形貌检测算法中的若干关键问题,从理论分析和实验验证两方面展开研究,主要内容如下：1介绍三维形貌检测技术的背景和基本原理,对正交条纹微分算法和单向条纹微分算法进行理论分析,并进行实验验证,发现其中的不足之处,为微分形貌检测算法的进一步研究,做好必要的铺垫。2利用傅里叶变换旋转性质,扩展微分形貌检测算法的应用范围。分析变形光栅条纹与坐标轴处于不同方向时,误差来源以及相关偏差的计算方法,研究利用旋转性质消除角度偏差的影响,并通过实验进行对比验证。3利用傅里叶变换微分性质,优化正交条纹微分算法和单向条纹微分算法。在使用微分形貌检测算法时,研究利用微分性质简化相位偏导数运算,降低运算复杂度,并通过对比实验进行验证。4设计开发三维形貌检测软件,实现投影栅三维形貌检测功能模块。
【关键词】：形貌检测 相位去包裹 傅里叶变换 旋转性质 微分性质
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 光学三维形貌检测技术11-14
• 1.1.1 被动式12
• 1.1.2 主动式12-14
• 1.2 条纹投影三维形貌检测技术14-17
• 1.2.1 相移法14-15
• 1.2.2 多频外差15-16
• 1.2.3 傅里叶变换法16-17
• 1.2.4 相位解包裹17
• 1.3 研究意义17-18
• 1.4 主要研究内容18-21
• 第二章 微分形貌检测算法21-29
• 2.1 正交条纹微分算法21-22
• 2.2 单向条纹微分算法22-24
• 2.3 实验验证24-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 全方位微分算法29-41
• 3.1 误差分析29-32
• 3.1.1 误差来源29-30
• 3.1.2 偏差计算30-32
• 3.2 原理概述32-34
• 3.3 实验验证34-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 高速度微分算法41-49
• 4.1 原理概述41-43
• 4.2 实验验证43-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 GPU技术应用49-53
• 5.1 GPU并行运算49-50
• 5.2 CUDA编程模型50
• 5.3 软件系统50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 结论53-55
• 6.1 主要工作53
• 6.2 创新点53-54
• 6.3 前景展望54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-61
• 攻读硕士期间发表的学术论文61-62
• 附件62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 毛先富;苏显渝;陈文静;荆海龙;;改进傅里叶变换轮廓术的测量算法研究[J];光学学报;2008年07期

2 徐建强,王蕴栅,司书春,高成勇,云大真;三维形貌测量的扫描相移法研究[J];光子学报;2004年10期

3 周灿林;杨允鑫;司书春;徐建强;雷振坤;;一种改进的消零频傅里叶变换轮廓术[J];光电子.激光;2014年06期

4 李兴龙;李峰;赵冉;孙平;;无阈值窗口傅里叶变换滤波法[J];光子学报;2014年09期

5 孙中国;于复生;殷盛江;李腾飞;;基于机器视觉的冬枣生熟检测系统研究[J];机械科学与技术;2014年07期

6 黄燕钧;李中伟;史玉升;王从军;;基于多频外差原理的三维测量技术[J];新技术新工艺;2008年12期

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本文编号：756461