双频投影栅线法物体轮廓测量技术研究.pdfVIP

维普资讯 第27卷第4期 长春理工大学学报 VOI．28 NO．1 2005年 3月 JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology Mar．200 5 双频投影栅线法物体轮廓测量技术研究 王军 何昕 郝志航 (中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 空间部 ，长春 130021) 摘 要：在光学投影栅线法测量物体三维轮廓理论的基础上 ，本文提 出了双频投影栅线法物体轮廓测量技术，通 过两种不同频率的光栅投影 图，能够直接得到包含物体高度信息的绝对相位值 ，能够实现具有陡峭边沿物体的测 量，实验结果表明，利用该方法能够显著提高物体轮廓测量精度。 关键词：双频 ；投影 ；相位 ；三维轮廓 中图分类号 ：TN386．5 文献标识码 ：A 文章编号：1672—9870 (2005)01—0052—03 3——DShapeMeasurementofTwofrequencyprojected-·-Grid WANGJun HEX HAO Zhihang (SpaceOpticsDepartment，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，Changchun 130021) Abstract：Basedonthehteoryof3一Dshapemeasurementofcomplexobjectsbyfringeprojection，the twofrequencygratingmehtodusedforphasemeasuringinprofilometerisdescribed inthispaper．Bythe datainhteimagesfrom thetwofrequencygratingprojector，hteabsolutephaseateachpixelisthenun— wrappedbycomparinghtetwowrappedphasesanditissuitofrhtergeatcraggednessofthemeasurement object．Actualinspectionshowsthatthewaysmentionedabovecanimprovehtemeasurementof3一D shapebyopticalprojector． Keywords：twofrequency；projector；phase；3一Dshape 光学投影栅线法是以测量投影到物体上变形光 1 光学投影栅线法测量原理 栅像的相位为基础 ，通过相位与高度的映射得到被 测物体三维轮廓 。该方法能够满足全场测量且具有 如图 1，当正弦光强分布的投影光栅场投影到 测量精度高、测量速度快、包含物体信息丰富等优 物体表面时，光栅场将变形 ，变形的光栅场用数学模 点，在光学三维轮廓非接触测量中被广泛 的应用。 型… 表示如下 ： 在实际的测量环境中，难免会产生物体上的物理断 ，(，Y)=，0(，Y)[1+R(，Y)c0s(，Y)] 点、阴影区域、噪声等因素造成的投影图像不连续 (1) 因素 ，给求解相位带来很大困难。虽然有好多文献 其中Io(，Y)为背景光强，R(，Y)为条纹对 比 提出了解决不连续区域的方法，但只能够解决部分 度，(，Y)为投影光场相位 ，代表着物体高度信息， 问题。为了避免求解相位的困难和提高物体轮廓测