投影條紋形貌測(cè)量中的非線(xiàn)性相位誤差補(bǔ)償方法研究.pdf

1、投影條紋法近年來(lái)發(fā)展非常迅速，是一種典型的光學(xué)形貌測(cè)量技術(shù)，其具有實(shí)時(shí)、全場(chǎng)、快速、非接觸和無(wú)損測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，投影條紋法不僅能測(cè)量連續(xù)物體的三維形貌，與多頻方法結(jié)合還能夠測(cè)量不連續(xù)物體的三維形貌測(cè)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)投影條紋法的三維形貌的精度要求越來(lái)越高。提高精度不僅和測(cè)量設(shè)備有關(guān)，而且測(cè)量過(guò)程中的誤差也不能忽視，投影條紋的誤差主要是由于投影儀引起的非線(xiàn)性相位誤差。本文在對(duì)非線(xiàn)性相位誤差進(jìn)行進(jìn)一步研究之后，分別改進(jìn)了LUT查表法的相

2、位誤差補(bǔ)償方法和提出了相位誤差補(bǔ)償?shù)姆聪喾?。論文的主要工作分為以下幾個(gè)部分:
　　首先，介紹了投影條紋形貌測(cè)量技術(shù)背景、發(fā)展趨勢(shì)以及基本原理、投影條紋的非線(xiàn)性相位誤差補(bǔ)償方法、單頻、多頻條紋的去包裹技術(shù)以及高度和相位之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。通過(guò)仿真分析非線(xiàn)性誤差的多項(xiàng)式模型中各階殘余參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)對(duì)于四步相移法而言非線(xiàn)性誤差的頻率是條紋頻率的4倍。當(dāng)周期相同的情況下，物體的二階殘余和三階殘余之比越接近1，非線(xiàn)性誤差越小。當(dāng)二階殘余和三階

3、殘余比值一定的情況下，非線(xiàn)性誤差的振幅不隨條紋周期改變。
　　其次，改進(jìn)了非線(xiàn)性相位誤差補(bǔ)償?shù)腖UT查表法。通過(guò)給出LUT查表法的補(bǔ)償原理，執(zhí)行了標(biāo)定塊的單頻和多頻的投影條紋的三維形貌測(cè)量實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)的LUT方法明顯補(bǔ)償了非線(xiàn)性相位誤差，證明了改進(jìn)的LUT查表法的可靠性。
　　最后，提出了非線(xiàn)性相位誤差補(bǔ)償?shù)亩囝l反相法，通過(guò)對(duì)相移法偏移相位π/4來(lái)改變非線(xiàn)性相位的符號(hào)，達(dá)到補(bǔ)償非線(xiàn)性相位誤差的目的。通過(guò)平面、臺(tái)階和球冠仿真模擬