采用剪切干涉和虚拟光栅的三维形貌检测

本文提出一种新型三维形貌测量方法，该方法通过投影装置将剪切干涉条纹投射到物体表面，以获取调制光栅图。采用相位法，由计算机生成虚拟接收光栅，从一幅调制光栅图重建物体形貌。文中给出了实验结果和性能分析。

基于三坐标测量机的双频虚拟光栅投影轮廓测量方法

针对被测物体产生的突变部分三维成像不连续问题,提出基于三坐标测量机的双频虚拟光栅投影轮廓测量方法。在三坐标测量机中设置一个试验台,用于控制CCD相机、投影仪等设备的运动方向,相位解算变形光栅图像,得到全测量范围中的相位主值分布与附加相位。CCD相机通过记录虚拟光栅,获取由不同频率调制的变形光栅像与基于等效周期的相位主值分布,完成双频调制相位综合。通过构建物体表面变形条纹相位分布,联立其与被测物体高度分布函数关系,依据解得的双频率综合后高度值偏差,推导出周期整数倍取值条件,实现轮廓三维测量。实验结果表明,该方法保留了突变区域或边沿部分的频谱信息,测得的三维数据准确度较高。

基于虚拟光栅的位移检测系统

研制了一种基于虚拟光栅的光学定位系统,介绍用微型光学成像器检测位移的几点考虑,分析影响位移检测不确定度的各种因素.实际检测结果表明,利用PC机器构成微型光学定位系统可用于实时在线位移测量.

虚拟光栅变频投影三维测量技术的研究

虚拟光栅变频投影三维测量技术采用多光束干涉条纹形成虚拟余弦光栅,将虚拟余弦光栅投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形虚拟光栅。通过调整多光束干涉的楔角改变虚拟光栅频率,将两幅不同频率的变形虚拟光栅经过光学接收系统成像在CCD像机上,对CCD像机记录的变频变形光栅图像进行综合处理从而获取被测物体的三位形貌。本文给出了这种测量技术的原理,实验结果表明,采用变频虚拟光栅投影三维形貌测量技术可以有效地解决三维测量中被测物体高度变化率过大引起相位展开困难的问题。

复合虚拟光栅在投影栅相位法上的应用

通常准确测量物体的突变形面,采用一种双频变精度方法.该方法测量周期长,动态性较差,所以提出了基于虚拟复合光栅投影的三维轮廓测量技术.在计算机上模拟生成虚拟光栅,将两种频率的光栅合成为投影复合光栅进行测量.本文给出了这种测量技术的原理,实验结果表明,采用复合虚拟光栅投影三维形貌测量技术可以有效地解决相位展开所产生拉线的困难,实验效果较好.

虚拟光栅的可视化生成软件设计

基于结构光照明的主动三维测量技术由于具有快速、非接触、高精度、易于实现自动化等测量特点,日益受到人们的重视。文中依据正弦光栅、Ronchi光栅的物理模型,在计算机可视化软件平台上实现对光栅的图像仿真及功能变换,包括光栅类型的选择、光栅密度的设定、对比度的设定、占空比的设定、红绿双频显示、相位移动、正交光栅、混合光栅的生成以及在光栅上添加标记。该软件交互性强,结果直观,操作简单,可应用于日常教学及三维测量技术中虚拟光栅的生成,从而取代实际光栅的使用不便。

双频虚拟光栅投影三维测量技术

莫尔三维测量中的傅里叶变换轮廓术(FTP)采用单一频率进行测量,存在着由于待测物体高度变化率过大引起的相位解调困难问题。为解决该问题提出了利用双频虚拟光栅投影的三维测量方法。通过双色光干涉同时形成双频虚拟光栅,将双色干涉条纹投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形彩色干涉条纹。变形的彩色干涉条纹经过光学接收系统成像在彩色CCD探测器上。彩色CCD探测器所接收到的是双色光通道复合的变形虚拟光栅图。通过色度学方法对同一幅彩色变形虚拟光栅图的不同色光通道进行分离,并对分离后的双频虚拟光栅调制图进行综合。既兼顾了效率,又有效地解决了被测物体高度变化率过大引起相位解调困难的问题。