基于投影柵形貌測量的掃描相移法和仿真技術的基礎應用研究.pdf

1、從廣義上講,形貌測量本質(zhì)上是變形測量.現(xiàn)在正在發(fā)展中的物體表面三維形貌測量是物理光學工程、力學(特別是實驗力學)、機械、形貌學與計算機信息圖像處理自動化等緊密結(jié)合的一門新學科,它的內(nèi)容豐富,應用廣泛,深為學者們所關注.本論文所涉及的僅僅是這一新科學中的一個很有發(fā)展前途的熱點領域:投影柵線法,重點是完善和發(fā)展這個方法,特別是側(cè)重于對其中若干行之有效的新方法和新技術進行研究.經(jīng)過努力實踐,獲得以下重要成果.為了擴大測量范圍,提高測量的分辨率

2、、靈敏度、精確度和效率,實現(xiàn)多次測量及實用性,在前人工作的基礎上,提出了掃描相移法的原理與技術.其特點是通過移動比原柵線周期大得多的柵線像來實現(xiàn)相移,可以用低精度的移動裝置得到較高的測量精度,且?guī)缀位冋`差也小得多;由于實際實現(xiàn)了多次測量,新方法消除隨機誤差的能力比傳統(tǒng)相移法大大提高.又在總結(jié)投影柵線法一般誤差分析的基礎上,結(jié)合掃描相移法中移動待測物面,實現(xiàn)相移和實際多次測量的特點,從整體上考慮各參量對表面高度測量的影響,提出了掃描相移

3、法的誤差分析方法.通過應用對比,表明掃描相移法比傳統(tǒng)的方法要好.圍繞對液晶(LCD)投影儀和數(shù)碼相機特性的研究,將計算機與二者連接起來,開發(fā)了一種能在計算機上直接制柵和自動進行圖像處理的、物體表面細微觀形貌測量技術.基本實驗表明,這一技術是行之有效和有發(fā)展前途的.仿真模擬方法在科技、特別是軍事領域中的預測和檢測作用日益受到重視和日趨普遍.本文在投影柵線法中,提出利用照片和灰度圖像作為仿真的主要數(shù)據(jù),建立了較完善的進行三維形貌研究的全參數(shù)

4、柵線圖仿真模型和方法.根據(jù)投影柵線法中變形柵線圖的條紋具有明顯方向性的特點,設計了新的形態(tài)學方法的結(jié)構(gòu)元素,采用以灰度及二值數(shù)學形態(tài)學方法為基礎、局部與組合圖像處理技術,提出了應用于投影柵線法形貌圖像處理的新方法.還根據(jù)變形柵線的頻譜特點,建立了在頻域中,對投影柵線圖進行圖像處理的自適應多通帶帶通濾波器的方法.總之,本文成果改善了形貌測量中的投影柵線法,豐富了投影柵線法形貌測量學科的學術內(nèi)容,對該學科的發(fā)展起了一定程度上的積極促進作用.