基于條紋結(jié)構(gòu)光投影的三維形變測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、對(duì)物體表面三維形貌的精確測(cè)量能夠使人們更加全面、深刻地掌握物體表面的特征信息，從而可以對(duì)物體進(jìn)行更加深入的研究。由于光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)具有非接觸、測(cè)量速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，滿足更多學(xué)科領(lǐng)域的需要，因此成為近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。隨著靜態(tài)三維形貌測(cè)量技術(shù)的日趨成熟，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開始關(guān)注于對(duì)物體動(dòng)態(tài)形變過程三維測(cè)量方法的研究，以獲得被測(cè)物體表面物理結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而有助于描繪動(dòng)態(tài)形變過程中物體表面的變化情況以及分析連續(xù)變化過程中物體的受力情況

2、，具有重要的科學(xué)研究意義，且在工業(yè)、醫(yī)療、文化等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。本課題對(duì)于光學(xué)三維形貌測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究，為解決現(xiàn)有動(dòng)態(tài)三維形變測(cè)量方法中存在的一些問題，本文主要工作如下:
　　一、設(shè)計(jì)了一種基于傅里葉變換輪廓術(shù)的動(dòng)態(tài)三維形變測(cè)量系統(tǒng)，并構(gòu)建了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，本系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)編碼產(chǎn)生正弦條紋結(jié)構(gòu)光圖形，通過數(shù)字投影儀投射至待測(cè)物體表面，利用面陣相機(jī)采集受物體表面高度調(diào)制的變形條紋圖像并輸入至計(jì)算機(jī)內(nèi)，通過均值旋轉(zhuǎn)

3、濾波算法和傅里葉變換輪廓術(shù)算法對(duì)條紋圖像進(jìn)行預(yù)處理和相位提取;
　　二、在相位提取過程中，采用自動(dòng)窗口濾波算法對(duì)條紋圖像頻譜進(jìn)行處理，通過自動(dòng)設(shè)置帶通濾波器截止窗口，實(shí)現(xiàn)了變形條紋圖像相位信息自動(dòng)提取;并通過一種快速標(biāo)定算法獲得了測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù);最終在實(shí)驗(yàn)室條件下完成了對(duì)靜態(tài)物體表面三維形貌恢復(fù)實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)橡膠膜動(dòng)態(tài)形變過程進(jìn)行三維恢復(fù)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。
　　本文設(shè)計(jì)的基于條紋結(jié)構(gòu)光投影的三維形變測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)建簡(jiǎn)單