基于兩幅光柵條紋投影的三維輪廓術(shù).pdf

1、三維投影柵線輪廓術(shù)由于具有全場(chǎng)測(cè)量，耗時(shí)短，精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際生活、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)檢測(cè)等很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
　　在基于三維物體投影柵線輪廓術(shù)中，相移法和傅里葉變換法是兩種重要的相位解調(diào)方法。其中相移法由于需要采集多幅相移投影條紋圖，因此不適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化物體的三維形貌測(cè)量。傅立葉變換法雖然只需采集單幅投影光柵條紋圖，就可恢復(fù)出待測(cè)物體的三維形貌，但在實(shí)際操作時(shí)，存在頻譜泄漏，頻譜分離，濾波窗口函數(shù)選擇等許多問(wèn)題。為提高投影柵

2、三維形貌測(cè)量的速度和精度，本文針對(duì)三維形貌測(cè)量中僅需兩幅圖像的投影柵三維形貌相位解調(diào)技術(shù)進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下:
　　1>介紹了任意步長(zhǎng)兩步相移投影柵線輪廓術(shù)的原理。首先對(duì)光柵圖像進(jìn)行去除直流DC成分處理，然后基于2幅光柵圖濾波處理提取相移量，最后按已知相移量的2步相移法進(jìn)行相位解調(diào)。理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)量驗(yàn)證了該方法的有效性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的不足之處，為兩步相移投影柵線輪廓術(shù)算法的下一步研究提供了基礎(chǔ)。
　　2>提出并實(shí)現(xiàn)了一種

3、改進(jìn)的兩步相移投影柵線輪廓術(shù)。該技術(shù)利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法提取變形光柵條紋圖的背景和調(diào)制度，完成對(duì)變形條紋的正則化處理，利用投影條紋統(tǒng)計(jì)特性和反余弦處理求取相移量，最后由相移量和2幅正則化柵線圖，計(jì)算相位數(shù)據(jù)，理論模擬和對(duì)比測(cè)試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的正確性。
　　3>將自適應(yīng)性經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(英文全稱(chēng)Empirical Mode Decomposition，簡(jiǎn)稱(chēng)EMD)算法引入，EMD算法將信號(hào)按時(shí)間尺度分解為有限個(gè)局部特征信號(hào)。本文提

4、出并實(shí)現(xiàn)了基于EMD濾波的兩步相移投影柵線相位解調(diào)算法，并對(duì)該方法進(jìn)行了模擬和實(shí)際測(cè)量驗(yàn)證。
　　4>介紹了基于快速莫爾算法的兩幅光柵圖像三維形貌測(cè)量方法，該方法只需采集一幅待測(cè)物體變形光柵條紋和一幅參考光柵條紋。首先對(duì)兩幅光柵條紋進(jìn)行濾除直流成分處理，然后對(duì)消除了背景成分的2幅光柵圖通過(guò)相乘處理，得到莫爾條紋圖，并通過(guò)低通濾波獲取物體形貌對(duì)應(yīng)相位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)三維形貌相位解調(diào)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。針對(duì)濾波去除背景問(wèn)題，