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基于结构光投影的光学面形测量方法研究  
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【英文题名】 Measurement of 3D Shape for Optical Surface Based on Structured Light Projection
【作者】 刘元坤;
【导师】 苏显渝;
【学位授予单位】 四川大学;
【学科专业名称】 光学
【学位年度】 2004
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 四川大学
【网络出版投稿时间】 2005-01-05
【基金】 国家自然科学基金;NSAF联合基金
【关键词】 波前测量; 梯度; 面形测量; 相移技术; 非相干成像; 数值积分;
【英文关键词】 wavefront measurement; shape measurement; gradient numerical integration; incoherent imaging; phase-shift;
【中文摘要】 基于结构光照明的光学三维传感技术自80年代提出以来,由于非接触、快速、精度高等优点,已得到了广泛的应用,主要用于复杂漫反射表面的三维测量。干涉测量技术作为高精度测量方法,广泛应用于光学面形检测,但通常干涉系统都需要单色光源、并且设计精密、结构复杂,造价昂贵,因此影响了干涉测量方法的进一步推广应用。 本文深入探讨了一种简单的光学面形测量方法,即基于结构光投影的光学面形测量方法。 这种方法的要点是:利用PC机显卡的双屏功能,其中一个显示由计算机产生的正弦灰度调制条纹图样,CCD记录下标准条纹图样以及由待测光学表面物体引起的变形条纹图样,由此计算出待测物体引起的变化相位,控制计算机产生竖直和水平两个方向正弦条纹,分别测量到两个方向的变化相位;根据非相干光成像原理推导出光学面形梯度与变化相位的对应关系,然后通过数值积分重建所测面形,从而完成对光学面形的测量。由于条纹为计算机产生,因此可以灵活方便地调节条纹的方向和周期,从而灵活地调节测量精度,并且可以实现准确相移。 本文分别研究了两种光学面形,即透明相位物体波前测量以及反射面形测量,解...
【英文摘要】 Noncontact, high-precision, high-speed optical 3D sensing, which is based on structured light projection, has been widely used since being presented in 1980's. It is mainly used to measure complex 3D object with diffuse-reflected surface. On the other hand, the interferometry as a high-precision technique has been widely used to detect optical surface. But almost all interferometers require a coherent illumination, a precise and complex mechanical system, and almost all are expansive. Therefore, the further...

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