近几十年,对条纹光栅投影三维测量技术而言,国内外学者展开了深入地研究并取得了巨大的科研成果。1983年,M。Taked将傅里叶变化术应用于光栅图像处理;1984年,V。Srinivasanls将相移法(PSM:shiftingMetllod)应用于光栅投影技术,推进了光栅条纹投影法三维测量技术的发展。1985年,位于德国MunichKarlsfeld的M。A。N。光学测量技术中心
率先利用相移干涉法(PhaseShiftInterferometry,PSI)实现了变形测量和振动分析[18]。1986年,该中心的研究人员Dr。Breuckmann将PSI技术引入三维形貌测量,形成了一种新的三维形貌测量技术:相位测量轮廓术(PhaseMeasurementprofilometry,PMP),并成立了自己的实验室,专门从事此技术方面的研究。Dr。Breuckmann成立的实验室近20年相继推出了多款不同型号的三维测量系统(如图1。2),并在工业检测、医学医疗、文物检测等领域得到广泛的应用[19]。78748
Dr。Breuckmann实验室推出的不同型号的三维测量扫描仪
在那之后20年,条纹光栅投影三维测量法技术向着“高精度、高速度、高实用化”方向快速地发展。2003年,德国Bremer大学利用平行轴系统实现小型化的条纹光栅投影系统[20];2006年,哈佛大学S。Zhang等[21]利用“三步相移技术”实现条纹光栅投影三维测量系统的快速实时测量,测量速率到达了30fps;2010年,K。Liu等[22]提出基于“双频模式和快速查找表”的实时快速的三维测量系统,实时测量速度到达120fps。论文网
比较于国外,虽然国内三维测量领域起步比较晚,但是光栅条纹投影光学三维测量技术
在国内众多学者的努力下得到了快速发展,取得了数量可观的科研成果,如图1。3:
四川大学三维成像实验室苏显渝教授课题组开始对光栅条纹投影三维测量技术进行研究。
四川大学三维成像实验室苏显渝教授课题组研制出三维面形测量系统[23]。
浙江大学曹向群教授等人在《光栅计量技术》中详细地阐述了光栅条纹投影在光学表面三维领域中的应用。
四川大学苏显渝教授提出罗奇光栅离焦投影的位相测量轮廓术,研制出用于井底探测的三维形貌测量系统[24]。
西北核物理研究所任守强等[25]设计出一种双通道偏振分光测量系统,实现了对物体的动态测量。
国内三维领域发展大概
除此之外,台湾中山大学,国立台北大学,清华大学,华中科技大学,南京理工大学,东南大学,上海交通大学,天津大学,西安交通大学,南开大学,南京大学,长春光机所,上海光机所,上海大学等等高校和研究院的研究人员也开展了光栅条纹投影的光学三维测量系统的研究工作,并且获得了可观的科研成果。近年来,国内公司也对三维测量技术进行了系统的研究,并推出了多款多样的商品化三维测量系统。如:北京天远三维科技有限公司推出的OKIO-H型工业级三维扫描仪(图1。4),上海精迪测量技术有限公司的JD-SCAN-AZ型三维扫描仪(图1。5)。上述三维测量系统在工业、人体检测等方面己经得到了十分广泛的应用,但是这些与国外的三维测量系统相比在某些方面仍然有不小的差距