改進(jìn)的傅里葉變換輪廓術(shù)相位及高度算法研究.pdf

1、傅里葉變換輪廓術(shù)(Fourier transform profilometry，簡稱“FTP”)在三維面型測量中占有重要的地位。采用該方法在三維面型測量時不用直接接觸待測物體，因而不會對待測物體造成損傷，同時測量精度較高，且數(shù)據(jù)采集速度快，并能以較低廉的光學(xué)、電子和數(shù)字硬件等設(shè)備為基礎(chǔ)來獲取和處理大量的三維數(shù)據(jù)，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)自動化處理的目的。在拍攝過程中，采集完參考平面的光場后，只需要再采集一幀條紋圖形，通過傅里葉變換、頻譜濾波、逆傅里

2、葉變換、相位展開等處理后就能得到物體的三維數(shù)據(jù)。 采用傳統(tǒng)的傅里葉變換輪廓術(shù)(FTP)進(jìn)行三維物體面型測量時，必需保證投影裝置出射光瞳和成像裝置入射光瞳的連線與參考面平行，并且它們的光軸應(yīng)在同一平面上，才能得到較為準(zhǔn)確的測量結(jié)果。如果不能很好的滿足這一條件，將產(chǎn)生較大的測量誤差甚至不能得到正確的測量結(jié)果。 針對目前傅里葉變換輪廓術(shù)存在的這一不足，本文改進(jìn)了傅里葉變換輪廓術(shù)的測量裝置，并從理論上分別證明了雙瞳連線不平行參考

3、面，或雙光軸不共面，或雙瞳連線既不平行參考面且雙光軸也不共面時的測量原理。推導(dǎo)出了適用范圍更廣泛的變形條紋描述公式和相位計算方法以及相位一高度映射算法。 對于傳統(tǒng)的傅里葉變換輪廓術(shù)測量系統(tǒng)而言，由于要求投影儀出瞳與攝像機(jī)入瞳連線與參考面平行，而且要求投影儀光軸與攝像機(jī)光軸共面，所以它可以被看作是本文所提出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在該種情況下的一種特例。 采用本文提出算法，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建變得比較容易，投影裝置和成像裝置的擺放位置可以隨意移

4、動以方便全場條紋的獲取。本文所提出的方法為在難以實(shí)現(xiàn)雙瞳與參考面平行或難以使雙軸共面的特殊環(huán)境下的測量提供了獲得可靠測量結(jié)果的途徑，同時也為傅里葉變換輪廓術(shù)進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 為了驗(yàn)證所提出的理論的正確性，完成了相關(guān)的計算機(jī)模擬，并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，均取得了較滿意的結(jié)果。另外通過與傳統(tǒng)的傅里葉變換輪廓術(shù)對比，也驗(yàn)證了本文所提出的方法具有更廣泛的應(yīng)用范圍。 在本文的最后，對本文所作的工作進(jìn)行了總結(jié)，并對有待進(jìn)一