基于投影柵形貌測量的掃描相移法和仿真技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用研究.pdf

1、從廣義上講,形貌測量本質(zhì)上是變形測量.現(xiàn)在正在發(fā)展中的物體表面三維形貌測量是物理光學(xué)工程、力學(xué)(特別是實(shí)驗(yàn)力學(xué))、機(jī)械、形貌學(xué)與計(jì)算機(jī)信息圖像處理自動(dòng)化等緊密結(jié)合的一門新學(xué)科,它的內(nèi)容豐富,應(yīng)用廣泛,深為學(xué)者們所關(guān)注.本論文所涉及的僅僅是這一新科學(xué)中的一個(gè)很有發(fā)展前途的熱點(diǎn)領(lǐng)域:投影柵線法,重點(diǎn)是完善和發(fā)展這個(gè)方法,特別是側(cè)重于對(duì)其中若干行之有效的新方法和新技術(shù)進(jìn)行研究.經(jīng)過努力實(shí)踐,獲得以下重要成果.為了擴(kuò)大測量范圍,提高測量的分辨率

2、、靈敏度、精確度和效率,實(shí)現(xiàn)多次測量及實(shí)用性,在前人工作的基礎(chǔ)上,提出了掃描相移法的原理與技術(shù).其特點(diǎn)是通過移動(dòng)比原柵線周期大得多的柵線像來實(shí)現(xiàn)相移,可以用低精度的移動(dòng)裝置得到較高的測量精度,且?guī)缀位冋`差也小得多;由于實(shí)際實(shí)現(xiàn)了多次測量,新方法消除隨機(jī)誤差的能力比傳統(tǒng)相移法大大提高.又在總結(jié)投影柵線法一般誤差分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合掃描相移法中移動(dòng)待測物面,實(shí)現(xiàn)相移和實(shí)際多次測量的特點(diǎn),從整體上考慮各參量對(duì)表面高度測量的影響,提出了掃描相移

3、法的誤差分析方法.通過應(yīng)用對(duì)比,表明掃描相移法比傳統(tǒng)的方法要好.圍繞對(duì)液晶(LCD)投影儀和數(shù)碼相機(jī)特性的研究,將計(jì)算機(jī)與二者連接起來,開發(fā)了一種能在計(jì)算機(jī)上直接制柵和自動(dòng)進(jìn)行圖像處理的、物體表面細(xì)微觀形貌測量技術(shù).基本實(shí)驗(yàn)表明,這一技術(shù)是行之有效和有發(fā)展前途的.仿真模擬方法在科技、特別是軍事領(lǐng)域中的預(yù)測和檢測作用日益受到重視和日趨普遍.本文在投影柵線法中,提出利用照片和灰度圖像作為仿真的主要數(shù)據(jù),建立了較完善的進(jìn)行三維形貌研究的全參數(shù)

4、柵線圖仿真模型和方法.根據(jù)投影柵線法中變形柵線圖的條紋具有明顯方向性的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了新的形態(tài)學(xué)方法的結(jié)構(gòu)元素,采用以灰度及二值數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法為基礎(chǔ)、局部與組合圖像處理技術(shù),提出了應(yīng)用于投影柵線法形貌圖像處理的新方法.還根據(jù)變形柵線的頻譜特點(diǎn),建立了在頻域中,對(duì)投影柵線圖進(jìn)行圖像處理的自適應(yīng)多通帶帶通濾波器的方法.總之,本文成果改善了形貌測量中的投影柵線法,豐富了投影柵線法形貌測量學(xué)科的學(xué)術(shù)內(nèi)容,對(duì)該學(xué)科的發(fā)展起了一定程度上的積極促進(jìn)作用.