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条纹投影三维测量也称结构光投影三维测量，主要测量方法为相位测量轮廓术。该测量系统由投影系统、成像系统和计算机三部分组成。投影系统将含有相位信息的光栅图像投影到被测物体表面，光栅图像受到物体表面轮廓的调制而发生变形；成像系统采集到变形的光栅图像数据并传输给计算机；计算机对变形的光栅图像进行处理并计算出表示被测物体高度的相位信息，再根据相位信息和已经标定好的系统结构参数重建物体的三维几何信息。提取相位信息的方法主要有傅里叶变换法和相移法。傅里叶变换法只需投影一幅光栅条纹图像，测试速度快，但在测量表面复杂的物体时相位展开容易出错；相移法需投影若干幅相位场移相的光栅条纹图像，速度相对较慢但解得的相位稳定性好准确度高。本测量系统采用四步相移法提取相位信息，该方法通过投影四幅依次平移1/4周期的正弦图像。 标定方法简单。 首先将2D平面标靶固定在平移台上，沿标靶平面垂直方向移动n个位置，投影并采集标靶在每个位置上的图像。 如下图所示，该系统主要由光学导管、数字图像投影、成像系统及计算机组成。基于光学投影三角法，要求投影方向与成像方向成一定的夹角Φ。光学导管长160mm，截面积为22mm*25mm。导管内部的上下表面为相对的两面平面反射镜，前端是一面为20mm*30mm的平面反射镜，与平行反射镜约呈45°夹角，前端侧面还有一个20mm*30mm的图像采集窗口。
投影系统基于LCoS面板开发而成，投影距离为240mm，投影图像尺寸为22mm*16.5mm，景深为12mm。成像系统基于CCD开发而成。初始模型，成像镜头为PENTAX（宾得）公司35mm，CCD采用Point Grey公司的Flea2 (1280*960),LCoS面板尺寸为8.94mm*6.71mm ,(640*480),刷新频率为120Hz,功率为1W的蓝光LED光源及用于准直光源和投影图像的光学透镜。 计算分析三维点云和拟合平面的最大偏差为55.7μm，平均偏差为5.4μm，标准差为4.1μm。
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发表于 2020-12-14 22:17
