2。3 复合光栅投影法基本原理7

2。4 相位展开8

2。5 本章小结9

3 计算机模拟9

3。1 相位测量轮廓术的仿真9

3。2 复合光栅投影测量技术的仿真11

4 结论13

5 参考文献14

6 致谢16

1引言

1。1  光学三维测量的研究前景论文网
多元化，物体的三维面形测量技术活跃在科学研究和生产生活中三维物体复原或检测各个领域，如逆向工程，机器视觉，生物医学，车辆监测，文物保护和再现工程等[1~5]，目前三维面形测量技术的重点是提出一种快速、精确获取被测物体表面的三维信息的设计方案。物体的三维测量技术大致可分为两大类：接触式测量和非接触式测量[6]。传统的接触式测量如三坐标测量，它的特点是测量精度高，但对被测物体的材质要求高，对软质材料的被测物体就无法精确测量，测量所需也时间较长。在这种研究背景下，非接触测量就引起我们的普遍关注，得到了广泛的发展。光学三维测量技术是典型的非接触测量，具有测量精度高、测量速度快、无损探测，而且大大节约了三维测量成本，为我们在解决复杂曲面检测与模拟时提供了许多便利。因此三维面形测量技术拥有广阔的应用前景，并逐渐成为当今国内外研究的最热门课题之一。

1。2光学三维测量的方法

光学三维测量方法是非接触测量的主流方法，在测量表面复杂的形体，无法用显微设备展示其表面粗糙程度，光学三维测量可针对物体表面的高度分布，立体呈现物体三维信息。按照明方式的不同可分为两类：主动式和被动式测量[7]。

被动式测量是一种不需要辅助照明设备由自然光照射待测物体表面，典型的技术是计算机双目视觉方法的数字三维照相系统，由于测量系统的构成比较简单，且具有精度高，自动化程度高等优点，大大提高测量效率并普遍运用在机器视觉领域。主动式三维测量，采用结构光照射到被测物体表面，由于物体三维轮廓对结构光场的时间或空间进行调制，可以从包含物体轮廓信息的光场中恢复待测物的形貌。

主动式三维测量能够较为准确地获取待测物体的三维信息。依据待测物体表面对光的调制方式的差异，我们把主动式三维测量分成两种，一种是基于时间调制法如飞行时间法，该方法虽然原理比较简单，但需要很高的时间分辨率。另一种是基于空间调制法如相位测量轮廓术，采用了三角法[8]的测量原理，又可分为激光扫描法和结构光测试法。其中光栅投影法属于主动式的结构光测试法[9]。

1。3  光栅投影三维测量法的国内外发展现状

光栅投影三维测量法，由于其具有非接触测量，测量速度快，精度高，适应性强，无损测量等特点，近年来利用条纹投影的方法对被测物体表面轮廓进行测量得到了广泛的关注和高速发展。随着条纹投影技术的发展，越来越多的的光栅投影三维测量工具相继问世，越来越向着测量精度高，速度快，实时测量，以及轻小便携的方向发展。如潘伟[10]等人提出采用两个CCD相机记录投影光栅，减小测量误差，提高测量精度;德国Steinbichler[11]公司的COMET-400激光三维扫描仪照相测量系统，不仅便携，还可以只通过一次拍照就对车身、发动机的模型模具零件等复杂面形进行快速三维扫描测量，精度可达0。02mm；德国的GOM公司的主要用于复杂曲面扫描的光栅照相式扫描系统，是现在中国市场上比较常见的一种光学扫描系统，其精度可达0。005-0。02mm，速度高达1300000点/s[12]。另外，有更多的专家学者投身该领域并提出了很多有价值的理论，也推动了光栅投影测量技术的发展。虽然我国在这一领域起步较晚，内地陆续有不少高校展开了这方面的研究工作，也取得了丰硕的成果，但与国外高端技术相比较还是有很大的差距，在精密测量方面，国外进口的三维测量设备还是占有很大的市场。相位求解方法主要包括相移法和傅里叶法[12~13]。