大口徑反射鏡的加工水平一直受到光學檢測水平的限制,尤其是處于研磨到拋光過渡階段的面形檢測,目前還沒有一種較為成熟有效的檢測手段�；谝陨蠁栴},本文選取條紋反射法對過渡階段光學反射鏡進行三維輪廓測量展開研究,該方法利用帶有相位信息的結構光向待測物體表面進行投射,由CCD相機拍攝受到物體表面調制后的變形條紋圖像,通過計算變形條紋的相位變化得到反射鏡表面各點的梯度數(shù)據(jù),最后對梯度數(shù)據(jù)進行積分擬合出鏡面物體三維輪廓信息。本文研究了條紋反射法中梯度獲取,梯度積分以及檢測系統(tǒng)標定等關鍵技術。其中梯度數(shù)據(jù)需要利用到的數(shù)字相移技術和相位展開來獲取,我們首先對這兩種技術的方法和原理進行了研究,并通過計算機仿真分析比較了相位展開技術中常用的路徑跟蹤算法Goldstein枝切法和質量圖導引法在不同信噪比（SNR）情況下的相位展開情況。在對梯度積分算法的研究過程中,本文基于Southwell積分模型提出了一種改進迭代補償算法,該方法利用衰減系數(shù)控制補償高度,通過對高度殘差不斷迭代累加從而逐漸完善面形。仿真結果表明改進迭代算法具有更快的收斂率,更高的中高頻擬合精度等優(yōu)勢。為減小在實際測量中矢高不確定對梯度數(shù)據(jù)造... 

【文章來源】：蘇州大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１為德國ＭＥＳＡ研究所研制的Ｍｅｓａ?Ｉｍａｇｉｎｇ?ＳｗｉｓｓＲａｎｇｅｒ?ＳＲ４０００深度相機，??

反射法的大口徑反射鏡面形檢測研宄?第一章緒論??內使用。德國ＰＭＤ研宄所研制的ＰＭＤ系列攝像機運用抑制背景光照技術可以在室??外進行測量，但是相機的價格過于昂貴而且分辨率較低，其中ＰＭＤ系列中較高分辨??率的ＰＭＤ?Ｃａｍｃｕｂｅ?２．０型號相機分辨率僅為２０４＊２０４像素。??１９８３年日本學者Ｍ．?Ｔａｋｅｄａ［ｎ，１２］提出利用傅里葉變換對物體進行三維輪廓測量，該??方法稱之為傅里葉輪廊術（Ｆｏｕｒｉｅｒ?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ?Ｐｒｏｐｆｉｌｏｍｅｔｒｙ，?ＦＴＰ）。測量原理如圖１－２所不，??將提前編碼好結構光的羅奇光柵或者正弦光柵投影到參考平面和物體表面，反射變形??的光柵圖像由攝像機接收，通過對變形光柵進行圖像預處理、傅里葉變換和頻譜濾波??等操作獲得高度與相位的映射關系，進而實現(xiàn)面形輪廓的重現(xiàn)［１３，１５］。??ＣＣＤ?ｃａｍｅｒａ??＝?１１１１１１?〇?等－??Ｏｂｊｅｃｔ??￣＂?Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｐｌａｎｅ??圖１－２傅里葉變換輪廓術光路圖??ＦＴＰ僅需一幅圖像就可以求得物體三維形貌，整個過程快捷簡便，適用于工業(yè)生??產(chǎn)線上的實時檢測和動態(tài)檢測［１１，１６，１７］。但是？�。繉鈴娺M行傅里葉變換之后，各種頻??譜的頻率摻雜在一起，與高度相關的基頻一旦與其他頻譜的頻率相互交叉就容易形成??混頻和頻譜泄露的情況，從而影響檢測精度。除此之外條紋調制不僅受到物體高度影??響，同時受到環(huán)境背景光、物體反射率和系統(tǒng)噪聲等影響，大量的系統(tǒng)誤差限制了ＦＴＰ??的檢測范圍和測量精度。針對這些問題，基于ＦＴＰ的彩色條紋技術［１３，１４】、雙頻采樣技??術［１５］等改進的方法能夠有效的提高相位提取能力。??

法，其中相移法以其較高的穩(wěn)定性和良好的抗噪能力得到了廣泛的應用。Ｌｉｕ［３２］等??人在２０１４年提出了雙頻正交光柵相移法，把兩個正交的條紋圖像編碼到一幅圖中，??將正交光柵沿著某一側向移動從而實現(xiàn)兩個方向條紋的同時移相，減少了相移次數(shù)；??Ｗｕ［３３］等人將ＲＧＢ三色圖像代替?zhèn)鹘y(tǒng)的灰度圖像提出了彩色復合正交光柵，解決了灰??度正交條紋通常出現(xiàn)的頻譜混疊情況。浙江大學熊義可［３４］提出投影多幀二元編碼圖案??獲得階梯相位，克服了傳統(tǒng)相移法難以測量階躍物體問題。以上提到的光柵圖像如??圖１－３所示。????■???！：：：：：：：：：：：：：：；：：：：：；：：：??丨?丨丨丨?＇?Ｉ：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：］??????—－?卜？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？，?????????Ｉ?■?，．１．１?■?Ｉ．?■■■＿—■?Ｉ?—．?？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？＜??－－?ｊ??（ａ）?（ｂ）?（Ｃ）??圖１－３不同的光柵條紋（ａ）正弦條紋圖；（ｂ）正交條紋圖；（ｃ）彩色條紋圖??條紋反射法實質是得到物體表面各點的梯度值，為獲得待測物體面形信息，需要??５??


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