光纖空間編碼投影器設計及應用研究.pdf

1、光學三維非接觸測量技術已經向人們顯示了它在三維傳感方面的巨大潛力和優(yōu)越性，它具有檢測速度快、測量精度高、數(shù)據處理易自動化等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。結合光纖干涉儀的優(yōu)點，本文將光纖技術與光學測量相結合，從光纖干涉理論出發(fā)，從光纖結構光投影器入手，設計研究了各種光纖干涉空間編碼投影器及雙芯光纖投影器，可以在空間形成條形、方形、六角形等多種干涉圖樣。利用光纖方便易行的各種編碼方式，提出了光纖變頻、光纖混頻、光纖頻移、參考條紋相移等多種相位解

2、調方法的實現(xiàn)方式，并作了相應的計算機數(shù)值模擬和實驗研究，研究結果證明了各種光纖干涉投影器用于物體面形測量的有效性和可行性。結果表明，對于光纖變頻和光纖混頻投影方法，只要投影器的結構參數(shù)選擇合理，圖像避免頻譜重疊，便會得到很好的測量結果。這種時域相位展開方法，有效地避免了誤差傳遞，使階躍物體的高度測量成為可能，且只需要一幅圖像就可以解調相位，完全滿足了動態(tài)與實時測量的要求，為進一步的實際應用研究奠定了基礎；參考條紋光纖干涉相移輪廓測量方法

3、，只需一幅載頻圖像，它通過計算機產生參考圖像，實現(xiàn)準確相移，節(jié)省了相移器，提高了測量精度，滿足了動態(tài)實時測量的要求。另外，該方法使用了消直流技術，一定程度上避免了頻譜混疊，擴大了測量范圍，同時也消除了直流噪聲的污染，增加了對環(huán)境的抗干擾能力。 本文設計的光纖空間編碼投影器具有諸多優(yōu)點。它可以利用激光二極管作光源，使整個測量系統(tǒng)變得緊湊、方便；同時光纖投影系統(tǒng)的探頭小巧、靈活，易于改變條紋的空間周期和方向，這樣可以根據實際測量條件