【摘要】：基于光纖干涉條紋結(jié)構(gòu)光投影的三維測量法由于投影條紋余弦性好、結(jié)構(gòu)靈活以及環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點,在針對小尺寸物體的三維測量中具有一定的優(yōu)勢。隨著該項技術(shù)的不斷發(fā)展,在工業(yè)應(yīng)用中對待測物體的尺寸體積、相位重構(gòu)速度及精度等各方面都提出了更高的需求。本文在小尺寸物體三維測量應(yīng)用前景下,將施密特正交化法應(yīng)用到光纖干涉條紋圖相位重構(gòu)中進行研究,并基于該方法開發(fā)了一套三維測量系統(tǒng),本文主要工作如下:(1)通過基于馬赫-澤德(Mach-Zehnder)光纖干涉儀結(jié)構(gòu)與楊氏雙縫干涉原理的條紋結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)于小視場范圍內(nèi)完成高密度干涉條紋投射;并利用高速攝像機采集任意時刻的條紋圖像進行相關(guān)預(yù)處理:通過高斯函數(shù)變換法對條紋圖像較暗區(qū)域進行對比度增強,利用中值旋轉(zhuǎn)濾波在不影響條紋法向余弦分布的前提下進行噪聲有效濾除。(2)利用施密特正交化法對干涉條紋圖像進行相位信息提取,并設(shè)計了一種基于條紋等值線剪切的最小二乘相位解包裹算法實現(xiàn)對待測物體的全場相位快速精確重構(gòu)。該方法能有效克服光纖干涉系統(tǒng)易受溫度波動、環(huán)境振動等因素影響而引起的相位漂移問題;且該方法通過自適應(yīng)高斯高通濾波器消除了低零頻背景分量,較好地解決了傅立葉輪廓術(shù)法易產(chǎn)生的頻譜混疊而導(dǎo)致測量誤差的問題。(3)搭建基于光纖干涉條紋結(jié)構(gòu)光投影的三維測量系統(tǒng),結(jié)合相位-高度標(biāo)定參數(shù)實現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型參數(shù)標(biāo)定,并針對小尺寸物體進行了測量實驗,與傅立葉輪廓術(shù)法測量結(jié)果進行對比。實驗結(jié)果表明本測量系統(tǒng)在保證測量速度的同時也有效地提升了精度,適用干高精度在線三維測量。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;O436.1
【圖文】：

魂光學(xué)三維測量方法

好的平行干涉條紋。若把千涉條紋結(jié)構(gòu)光投射至小尺寸待測物表面，經(jīng)其高度差逡逑異產(chǎn)生調(diào)制效應(yīng)后，再利用高速相機去拍攝觀察屏上受物體調(diào)制后的圖像，經(jīng)過逡逑算法處理后，可獲得對小尺寸物體的３Ｄ空間信息。以上具體流程如圖２－１所示。逡逑ｍｂ中．校忙纖梆合器逡逑Ｈ￣￣邐Ｈ逡逑Ｈｅ－Ｎｅ激光器邐0涉諤２邋／邐支c櫞蟈義希槭慊螢底義希櫻穡校у義賢跡玻憊庀爍繕嫣蹺仆隊叭飭吭斫峁雇煎義嫌氪程蹺平峁構(gòu)饌渡浞椒ㄏ啾齲鞠低巢捎玫耐隊白爸鎂哂腥縵掠諾悖哄義希ǎ保┧隊暗奶蹺潑髁燎邐諦》段諉芏冉鮮滯隊耙遣奶蹺埔�，辶x希瑰義

本文編號：2766198