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光学三维形貌测量技术是近年以来发展快速并且在工业和科技各方面得到广泛的应用一种新兴的测量技术。具体可分为：离焦检测法、相移干涉法、激光触针法、飞行时间法、激光全息法、激光三角法、光探针干涉法、显微干涉法、光扫描法、光学散斑法、快速表面测量法、原子力显微镜法、扫描隧道显微镜法等多种方法。此类技术共通特性是将物体表面的高度信息转化为声波、光场、电流电压等容易被电子信息技术判别的信号。

2。1飞行时间法

    飞行时间法测物体的三维形貌是通过激光或其它光源脉冲信号传播所用时间来直接测量的方法。在测量时，同时发射一个脉冲被物体漫反射传感器接收和一个参考脉冲通过光纤并由传感器接收。在两个脉冲之间的时间差值计算转换为距离数值。飞行时间法的分辨率在1mm上下。二极管激光器与高分辨率电子能产生亚皮秒脉冲，可以达到亚毫米级别的分辨率。最新发表的时间相关单光子计数法在距离小于1m时分辨率的深入重复性小于 30μm。另一种与之相似的测量技术称为light-in-flight，原理是利用短时间相干光或者很短的光脉冲产生光学波阵面的运动图像，然后利用Littrow设置与数字重建，可以达到 6。5μm 级别的深度分辨率。

2。2激光扫描法论文网

    点激光三角法采用光学中著名的三角关系。典型的测量范围在±5到±250 mm范围内，精度在1/10000，测量频率在大于等于40kHz。位置敏感探测器与电荷耦合器件被广泛的用于数字化点激光图像。对于位置敏感探测器，测量的精度依赖于其图像精度，同事散射光点与光束反射也会对测量精度有影响。M。 Idesawa为了提高PSD的测量的精度发明了一些全新的方法，例如混合型位置灵敏探测器与高精度的万花筒镜面隧道位置传感技术（英文缩写KM-PSM）。在基于CCD传感器的单像素分辨率的特点上，免去了散射光和束斑反射的影响，并切能够提供更高的测量精确度。校准被测物表面三维形貌特性的差异是另外一个能够影响到测量精确度的重要因素。通常应进行类似于表面的校准工作，以确保形貌测量的精度。在目前最新研发出的共焦技术可以在一定的程度上解决透明度差，表面颜色变化与校准不当等技术难题。

2。3莫尔纹法

    莫尔纹法，又被称之为云纹法，通常分为面内云纹法与离面云纹法。莫尔纹法技术的至关重要部分是主光栅和参考光栅，生成等高条纹被CCD相机接收。CCD相机并不需要接收光栅其本身，从而实现更高的分辨率，当另外一种情况参考光栅是通过计算机生成的情况下，此情况下相机就必须接收主光栅。拿莫尔纹法同机构光技术相比，拥有着更高的分辨率同时意味着操作过程实施的比较复杂，不单这样同时比结构光技术对光源的功率需求更大。

2。4照相测量法

  照相测量法应用的是立体技术恢复物体的三维形貌，与遮光法、离焦法和缩放法相近似。该方法大部分应用在特征型三维尺寸测量方面。此类别技术通常都会有些明亮的时标，例被测物三维形貌表面的反光画点。在绝大部分情况下，照相测量法的三维形貌重建是建立在光束法平差原理之上，其中照相测量和中心透视几何模型中的光束方向由最小二乘法程序运算解析。

2。5傅里叶轮廓术

    傅里叶轮廓术（FTP）是由日本学者Takeda最早于1983年提出的，在医疗诊断口腔内牙齿的测量与皮肤美容，文化遗产，工业生产检测，运动学，面部识别技术等诸多领域得到了大量的运用。此方法的原理是对CCD采集到的物体表面光栅图形在其空域上进行滤波操作，去除无用的无用的基频分量，留下有用的基频分量，然后对实施滤波后的基频分量进行傅里叶逆变换运算，并且在其空域内进行相位展开。通过高度与相位的信息关系，从而获得到被测物上的某点高度信息。由于傅里叶轮廓术只需要一帧光栅条纹图，因此，此测量方法具有测量速度极快的优点。但是傅里叶轮廓术受到被测物体表面的反射特性影响巨大，在对离散条纹进行FTP变换的时候回出现“栅栏效应”，并且应用在形貌情况复杂与曲率变化大的被测物的时候会出现频谱泄露和混叠的问题。 (责任编辑：qin)