基于條紋結(jié)構(gòu)光投影的三維形變測量系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、對物體表面三維形貌的精確測量能夠使人們更加全面、深刻地掌握物體表面的特征信息，從而可以對物體進行更加深入的研究。由于光學三維測量技術(shù)具有非接觸、測量速度快、精度高等優(yōu)點，滿足更多學科領(lǐng)域的需要，因此成為近幾年來國內(nèi)外學者的研究熱點。隨著靜態(tài)三維形貌測量技術(shù)的日趨成熟，國內(nèi)外學者開始關(guān)注于對物體動態(tài)形變過程三維測量方法的研究，以獲得被測物體表面物理結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而有助于描繪動態(tài)形變過程中物體表面的變化情況以及分析連續(xù)變化過程中物體的受力情況

2、，具有重要的科學研究意義，且在工業(yè)、醫(yī)療、文化等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。本課題對于光學三維形貌測量技術(shù)進行了較為深入的研究，為解決現(xiàn)有動態(tài)三維形變測量方法中存在的一些問題，本文主要工作如下:
　　一、設(shè)計了一種基于傅里葉變換輪廓術(shù)的動態(tài)三維形變測量系統(tǒng)，并構(gòu)建了系統(tǒng)數(shù)學模型，本系統(tǒng)利用計算機編碼產(chǎn)生正弦條紋結(jié)構(gòu)光圖形，通過數(shù)字投影儀投射至待測物體表面，利用面陣相機采集受物體表面高度調(diào)制的變形條紋圖像并輸入至計算機內(nèi)，通過均值旋轉(zhuǎn)

3、濾波算法和傅里葉變換輪廓術(shù)算法對條紋圖像進行預(yù)處理和相位提取;
　　二、在相位提取過程中，采用自動窗口濾波算法對條紋圖像頻譜進行處理，通過自動設(shè)置帶通濾波器截止窗口，實現(xiàn)了變形條紋圖像相位信息自動提取;并通過一種快速標定算法獲得了測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù);最終在實驗室條件下完成了對靜態(tài)物體表面三維形貌恢復(fù)實驗，并在此基礎(chǔ)上對橡膠膜動態(tài)形變過程進行三維恢復(fù)測量，測量結(jié)果準確。
　　本文設(shè)計的基于條紋結(jié)構(gòu)光投影的三維形變測量系統(tǒng)構(gòu)建簡單