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无相位去包裹的微分法三维形貌测量
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:O348[理学—固体力学;理学—力学] O43[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]山东大学物理学院,山东济南250100, [2]大连理工大学工程力学系,辽宁大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金(11172054,11472070)资助项目
中文摘要:

提出了一种无需相位去包裹的微分算法,应用于投影栅三维形貌测量。首先由计算机设计并生成4幅四步相移正弦条纹图,利用DLP投影仪将其投影到待测物体上;然后由CCD相机采集受待测物体面型调制的变形光栅条纹图。再利用4幅四步相移变形条纹图,经数值运算求得沿水平和垂直方向上待测物体相位的偏导数,而相位偏导数的积分过程相当于求解泊松方程,于是利用离散余弦变换(DCT)求解泊松方程就可得到待测物体三维形貌对应的相位数据,从而重构待测物体的三维形貌。测量结果表明,相位解调的标准差小于0.0317rad,验证了本文方法的有效性。

英文摘要:

A differential three-dimensional (3D) shape measurement method without phase unwrapping is proposed and applied for profilometry based on fringe projection. Firstly,four frames of phase-shifting sinusoidal fringes designed and generated by computer are projected onto the tested object surface by a digital-light-processing (DLP) projector. Then a CCD camera captures four frames of fringe patterns modulated by the tested objectls surface shape. Two partial derivatives of the phase of tested object with respect to horizontal and vertical spatial coordinates are derived from four frames of phase-shifted fringe patterns by numerical calculation of the intensity distribution patterns. Thus, integrating the partial derivatives of the phase is equivalent to finding the solution of the Poissonrs equation. Discrete cosine trans- form (DCT) is introduced to solve Poissonls equation with the Neumann boundary condition. The 3D surface information of the tested object is reconstructed completely. Finally,the experimental evaluation is conducted to prove the validity of the proposed method. The standard deviation of phase demodulation is less than 0. 0317 rad,which shows that the method has high precision. The feasibility of the proposed algorithm is also demonstrated by the experimental results.

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期刊论文 43 会议论文 2 获奖 10 著作 2
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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551