MATLAB光学三维测量系统研究与设计(2)
1.1 研究背景
光学三文测量技术就是指利用光学为媒介获取被测物体三文轮廓信息并将三文结构数据以一定的形式显示出来的技术，是人类更加客观地认识世界的重要手段之一。
光学三文测量技术的发展受到多方面的动力推动。一方面，光学三文测量作为二十世纪光学技术迅速发展过程中的重要产物之一，是光学(Optics)、微电子学(Microelectronics)、信息学(Informatics)、应用数学(Applied Mathematics)等众多学科交叉发展的一体化的结果，包含和应用了这些学科的精华内容。特别是包括激光技术、全息技术、干涉技术、大容量存储设备、高性能微处理器、精密图像传感器和多样的应用软件在内的近代光学理论、信息技术和微电子技术的飞速发展，为光学三文测量的发展奠定了重要的物质和理论基础，使光学三文测量技术的改革和创新由不可能到可能再到可行。
另一方面，市场化和商品化的推动作为光学三文测量技术发展的新动力也发挥着不可忽视的作用。现代社会对商品的需求越来越多样化，新商品的开发周期也越来越短，由于开发过程中测量技术起到至关重要的保障作用，这促使着测量技术相应地越来越飞速发展，以适应快速高效的测量要求。光学测量技术由于其非接触式、自动化、快速精确等无可比拟的优势，逐渐取代了受测量速度、测量范围、测量参数及被测物体自身表面特征影响的传统接触式测量技术，极大了满足了各个领域的要求。
但是，目前的三文测量技术的发展还存在诸多局限，例如在进行实时测量、动态测量、反光表面测量或复杂面形测量时，其适应能力和自动化程度的不足便显现出来。由此可见，加大对光学三文测量技术的研究力度是科技向前发展的要求，具有重要的理论意义和实用价值。
1.2 发展历程
20世纪50年代末出现了一种被称为三坐标测量机[1]的机器，这是现代三文测量技术的最早应用。当时的测量过程中采用的还是机械式探头，由于只能接触物体表面进行三文测量，因此精度达不到预期、实际应用效果不理想。20世纪80年代英国的一家公司发明出了一种新的三坐标测量机，首次开始采用触发式探头，很快便以以成本低、精度高、使用方便等优点而得到广泛关注，并且逐渐应用于各种工业加工中。使用触发式探头的三坐标测量机的测量能精确到微米级，但是测量速度却依然不高。随着科学的日益进步和技术的不断创新，三文测量在越来越多的生产领域发挥着重要的作用，同时也对三文测量技术的改进提出了更多的要求，在这样的背景下，采用非接触式测量技术的光学三文测量开始变成研究热点。
1960年，研制出了世界上第一台红宝石激光器，这是科学史上光学领域的一次重要创新，从诞生之后，激光技术因其独特的优势开始经常被用于生物、物理和测量等各个领域[2]。在激光技术产生和发展的带动下，激光测量技术不断得到应用和完善。从测量模式上来看，由点结构光发展到面结构光，从测量目标上来看，由静态测量发展到动态测量，由简单的点测量发展到复杂的立体测量。在军用和民用等各种生产领域中三文测量的多个方面，都可以看到激光技术的应用[3]。
光学三文测量技术因其诸多优势，已成为目前物体表面三文数据采集最常使用的方法。国外在光学三文测量技术方面的研究起步较早，美国日本等国于20世纪60年代后期就已经在这方面取得了很多成果，提出了很多经典的方法和理论。随着工业近年来的迅速发展，产品在质量和精度方面的要求变得严苛，质量和精度的提升，要求制造过程和检验过程中测量技术更加可靠，这就大大发挥了三文测量技术在其中的作用。为了使三文测量技术向更新型更高性能的方向发展，许多国家都开始加大在三文测量技术改进上的人力物力和财力投入。我国在这方面的研究水平相对国外来说还比较落后，即使在那些生产装备水平相对较高的汽车制造企业，先进的三文测量技术也基本上都依赖从国外引入。
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