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基于时间相位解包裹
的
条纹投影三维测量方法
研
究
韩旭 2019
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題名:
基于时间相位解包裹
的
条纹投影三维测量方法
研
究
著者:
韩旭
描述:
硕士: 仪器仪表工程; TP391.41;TH741.54; 三维测量技术影响着生活方式、生产方式,其中具有非接触、快速、高精度、低成本、操作简单等优点
的
数
字
条纹投影三维形貌测量技术,更是成为了
研
究
的
热点,在快速测量、工业检测、质量控制、虚拟现实、反向工程、生物医学等领域被广泛应
用
。随着生活质量
的
提高、工业生产
的
发展,对数
字
条纹投影三维形貌测量技术
的
要求越来越高,期望能够更快速,更高精度
的
测量。 在数
字
条纹投影三维形貌测量技术中具有较高
的
可靠性和测量精度
的
是基于时间相位解包裹方法
的
条纹投影测量技术。但是,该方法投影和采集
的
条纹图数量较多,处理
的
数据量大、测量时间较长,无法进行快速、实时和动态测量。本论文针对基于时间相位解包裹方法
的
条纹投影测量技术实现快速,高精度测量
的
关键问题展开
研
究
。 1.详细
研
究
线性增长法、拟合指数法、拟合负指数法时间相位解包裹方法
的
原理,这些方法需要采集和处理大量
的
数据,测量速度慢。基于此,本文提出一种如何减少数据获取时间
的
方法。该方法在四步相移条纹
的
基础上增加了两幅条纹图,六幅条纹图可以得到一个包裹相位和一个辅助相位,利
用
两相位间
的
联系能够得到一个频率是包裹相位一半
的
新
的
包裹相位。也就是说,该方法
的
一套条纹可以得到两个
不
同频率
的
包裹相位。拟合指数法、拟合负指数法需要2logs(s为条纹
的
最大周期数)套条纹,在采
用
四步相移
的
情况下,则需要24logs幅条纹图。而本方法需要23logs,减少了2logs幅条纹图,可以缩短投影和采集时间、数据处理时间,一定程度上提高测量速度。通过实验证明了该方法
的
可行性。 2.详细阐述了双频外差法和三频外差法
的
原理,并分析了每种方法
的
不
足。双频外差方法中相位主值
的
误差限制了使
用
高频条纹进行高精度
的
测量,三频外差方法,虽然可以使
用
高频条纹,但是两次
的
外差操作会放大主值相位
的
误差,可能会造成外差相位
不
够准确,进而会使展开
的
连续相位出现跳跃性误差。结合现有
的
研
究
成果,提出了双频外差结合相位编码
的
相位解包裹方法。通过相位编码条纹展开外差后
的
相位,外差相位
的
周期
不
用
覆盖整个视场,从而打破了相位主值误差对高频条纹
的
限制,而且只进行一次外差,
不
会出现放大主值相位
的
误差造成连续相位跳变
的
情况。通过对比实验,验证了方法
的
可行性和有效性。 3.利
用
设计
的
条纹,提出一种新
的
时间相位展开方法。该方法只需要6幅条纹图,并且算法简单,方法的有效性和可行性通过实验得到了验证。
出版者:
南昌航空大学
建立日期:
2019
語言:
中文
資源來源:
学位论文 (Dissertations of China)
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