光纖空間編碼投影器設(shè)計及應(yīng)用研究.pdf

1、光學(xué)三維非接觸測量技術(shù)已經(jīng)向人們顯示了它在三維傳感方面的巨大潛力和優(yōu)越性，它具有檢測速度快、測量精度高、數(shù)據(jù)處理易自動化等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。結(jié)合光纖干涉儀的優(yōu)點(diǎn)，本文將光纖技術(shù)與光學(xué)測量相結(jié)合，從光纖干涉理論出發(fā)，從光纖結(jié)構(gòu)光投影器入手，設(shè)計研究了各種光纖干涉空間編碼投影器及雙芯光纖投影器，可以在空間形成條形、方形、六角形等多種干涉圖樣。利用光纖方便易行的各種編碼方式，提出了光纖變頻、光纖混頻、光纖頻移、參考條紋相移等多種相位解

2、調(diào)方法的實現(xiàn)方式，并作了相應(yīng)的計算機(jī)數(shù)值模擬和實驗研究，研究結(jié)果證明了各種光纖干涉投影器用于物體面形測量的有效性和可行性。結(jié)果表明，對于光纖變頻和光纖混頻投影方法，只要投影器的結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇合理，圖像避免頻譜重疊，便會得到很好的測量結(jié)果。這種時域相位展開方法，有效地避免了誤差傳遞，使階躍物體的高度測量成為可能，且只需要一幅圖像就可以解調(diào)相位，完全滿足了動態(tài)與實時測量的要求，為進(jìn)一步的實際應(yīng)用研究奠定了基礎(chǔ)；參考條紋光纖干涉相移輪廓測量方法

3、，只需一幅載頻圖像，它通過計算機(jī)產(chǎn)生參考圖像，實現(xiàn)準(zhǔn)確相移，節(jié)省了相移器，提高了測量精度，滿足了動態(tài)實時測量的要求。另外，該方法使用了消直流技術(shù)，一定程度上避免了頻譜混疊，擴(kuò)大了測量范圍，同時也消除了直流噪聲的污染，增加了對環(huán)境的抗干擾能力。 本文設(shè)計的光纖空間編碼投影器具有諸多優(yōu)點(diǎn)。它可以利用激光二極管作光源，使整個測量系統(tǒng)變得緊湊、方便；同時光纖投影系統(tǒng)的探頭小巧、靈活，易于改變條紋的空間周期和方向，這樣可以根據(jù)實際測量條件