提高数字光投影傅里叶变换轮廓术精度的方法研究

摘要

随着科技进步和工业生产的发展，在许多领域人们需要获取物体的三维面形信息，如机器视觉、产品质量控制、工业自动检测、实物仿形、生物医学检测等，因此，发展快速、高精度、非损伤的三维面形测量技术成为当今科研领域中的一个热点。基于条纹投影的傅里叶变换轮廓术(Fourier Transfom Profilometry，简称FTP)由于具有单帧获取、全场分析和高分辨率等优点，成为光学三维传感的基本方法之一。同时，计算机软、硬件的迅速发展，以及数字投影仪(DLP)、电荷耦合器件(CCD)等高性能器件的出现以及数字图像处理技术的广泛应用，使得傅立叶变换轮廓术倍受人们的关注并成为三维面形测量技术中最重要和最活跃的研究领域之一。由于傅里叶变换轮廓术涉及傅里叶变换和频域滤波等操作，频谱混叠、相位展开、测量精度等问题一直是实际使用该方法过程中的关键问题。 本文深入研究了基于数字光投影的FTP，详细分析了当采用数字光投影仪作为FTP的投影系统时，数字光投影仪的非线性对FTP测量的影响，并使用了一种校正方法(伽马校正)基本上消除了这种非线性在FTP测量中引入的测量误差。算机模拟和实验验证了本文所述校正方法的有效性。同未采用校正方法相比，条纹被校正后再进行FTP处理，重建的物体三维面形精度较高。说明了在进行FTP测量前，对测量系统伽马校正的必要性和有效性。由于基于双色正弦投影的快速FTP，既可以保证FTP的瞬时测量特性又扩大了FTP的测量范围。本文将伽马校正方法引入双色正弦投影条纹投影的FTP，以便得到正弦性较好的投影条纹。经过计算机模拟和初步实验验证了所使用方法的有效性。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章傅里叶变换轮廓术（FTP）的原理

第三章基于数字光投影的FTP研究

第四章双色正弦投影条纹的优化

第五章总结与展望

参考文献

作者硕士阶段发表的论文

致谢

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