基于傅里葉變換輪廓術(shù)的小型物面三維傳感研究.pdf

1、光學(xué)輪廓測(cè)量技術(shù)具有非接觸、高精度和高效率的特點(diǎn)，在機(jī)器視覺(jué)、實(shí)物仿形、工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)、產(chǎn)品外觀質(zhì)量檢查、生物及醫(yī)學(xué)檢測(cè)等領(lǐng)域中具有重要意義。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，物體的外觀檢驗(yàn)和零件表面輪廓的快速精密測(cè)量正變得越來(lái)越重要。尤其在一些尺寸不容易進(jìn)行人工測(cè)量時(shí)或者要求對(duì)一些小尺寸進(jìn)行全檢時(shí)，面形檢測(cè)技術(shù)作為一種有效的自動(dòng)檢測(cè)方法被越來(lái)越廣泛應(yīng)用。 近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，以及圖像獲取設(shè)備分辨率的提高，傅里葉變換輪廓術(shù)以其具

2、有單幀獲取，全場(chǎng)分析和高分辨率等優(yōu)點(diǎn)，成為三維傳感中最重要和最活躍的研究領(lǐng)域之一。 本文分析了傅里葉變換輪廓術(shù)的數(shù)學(xué)模型，闡述了高度與相位之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在應(yīng)用傅里葉變換輪廓術(shù)測(cè)量物體小型三維面形時(shí)，當(dāng)被測(cè)物體形狀復(fù)雜或是被噪聲嚴(yán)重污染，導(dǎo)致頻譜分布展寬，發(fā)生混疊現(xiàn)象，基頻提取困難，無(wú)法準(zhǔn)確恢復(fù)物體的三維面形。本文驗(yàn)證了傳統(tǒng)π相移技術(shù)提高測(cè)量范圍的方法。并針對(duì)傅里葉變換方法受被測(cè)物體梯度的限制，采用小波變換的方法對(duì)變形條紋圖進(jìn)行

3、二維多尺度分解，重構(gòu)被測(cè)物的背景圖像，將被測(cè)物體與背景分離，易于基頻信息的提取，降低了對(duì)濾波器的要求。實(shí)驗(yàn)證實(shí)該方法較好的防止了頻譜的混疊問(wèn)題，提高了測(cè)量范圍與解相精度。 系統(tǒng)采用了數(shù)字條紋投影技術(shù)，具有非接觸、全場(chǎng)、精度較高及快速測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)中，條紋圖通常都是通過(guò)物理光柵得到。本系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生高亮度與高對(duì)比度的標(biāo)準(zhǔn)正弦投影條紋，光柵周期、對(duì)比度也可以方便控制，可根據(jù)不同尺寸的小物體面形確定最優(yōu)的投影條紋，使得