最早的结构光源是利用激光器产生的光点（或光条）得到点结构光（或线结构光），这种方法具有识别简单的优点，一幅图只有一个点或者光条，软件算法较为简单。但是这种方法的缺点就是测量时间较长、精度低等。针对这些缺点，人们后来采用了面结构光的照明投影方式，这种面结构光的优点是只要拍摄一次，就可以使三维物体得到全场测量。这种面结构光的采用使测量速度大幅度的提高了，这在相位测量轮廓术等测量方法中有着不可估量的意义。

在相位测量轮廓术里，相移次数并非越多越好，以相移次数为4次，每次光栅相移的大小是 为最佳。这种方法一共需要拍摄4帧图像，能够满足精度高和速度快的要求。但是相移法所得到的相位是截断在主值范围内，并不能够直接对其进行运算。因此至关重要的一步就是相位展开。

当前，存在多种多样的相位展开法，而传统的二维空间相位展开法由于抗噪声性能不佳，在实际测量中已不被采用。但这一方法的思想为展开算法的研究起到了很好的铺垫作用。目前，比较成熟的算法有：基于调制度分析的方法、最小二乘法、时间相位展开法等[1]。在这些算法中，开辟了一种新的相位展开思路的展开方法是时间相位展开法。

相位展开法分为两种，一种是空间展开法，它是沿着截断的相位数据矩阵的行或列进行展开。另一种是时间展开法，这种方法是沿着时间轴进行展开，在展开的过程中需要多幅不同灵敏度的相位图。这两种方法各有各的优缺点，因此，对相位展开方法的研究具有广泛的实用意义。

论文主要分为如下几部分，第二章对相位测量轮廓术做了简单的介绍，第三章介绍了空间相位展开法和时间相位展开法，并针对这两种相位展开的方法，分别举出具体的展开方法，通过比较，得出这两种相位展开方法各自的特点。第四章介绍了相位展开法存在的问题。第五章对相位展开法的今后发展做了展望。最后总结全文。

2  相位测量轮廓术（PMP）源'自:优尔-/论|文'网"]www.youerw.com

2.1  相位计算（以四步相移法为例）

当把一个正弦光栅投影到不规则的物体表面上时，从成像系统中获得的变形光栅像可表示为：

                           (2-1)

式中， 表示的是待测物体表面的不均匀反射率， 表示背景强度， 表示了条纹的变形状况，且由被测物体的实际状况所决定。

从式(2-1)中直接求解出相位函数 是非常棘手的，而相移法提供了一种精确求解相位的方法，这里采用四步相移法[1]，在相移法中，以 为移动的增量，那么所产生的四个变形条纹可由下列方程组表示：

                          (2-2)

通过对(2-2)式的计算可得出如下相位函数 ：

                                              (2-3)

2.2  相位展开

在计算出待测物体的相位信息时，相位 是被截断在反三角函数的主值范围里，即为包裹相位(又称：截断相位)。因此，怎样才能精准的恢复出待测物体的原始相位成为不可缺少的一步，这一过程被称为相位解包裹或者称相位展开。在所有基于条纹分析的三维测量中，相位展开问题无法规避。

现有的相位展开算法，大多数是基于空间坐标的相位截断值，这些算法归属于空间相位展开法。对于这种算法，只要有截断得相位图(可采用一定的方法获得)，就可以采用空间相位展开法。还有一类是以时间为轴进行相位展开，该方法可以有效的避免误差传递的现象，从而使精度得到提高，在实际中应用非常的广泛