PMP测量系统中正弦光栅的优化设计

摘要

提出一种基于光强传递函数(ITF)正弦光栅的优化设计方法,并应用于相位测量轮廓术(PMP)系统进行复杂三维面形测量。PMP测量系统由光栅投影和变形条纹的信息采集系统组成。由于信息采集受到DLP、CCD以及环境等诸多因素的影响,整个系统的光强传递函数是非线性的。通过对该系统的光强传递函数的测量,可以看到其函数图像整体上为非线性,而局部的连续区间是线性关系。传统正弦光栅一般采取条纹对比度最大且灰度值范围最大化的设计方法,该设计在信息采集时存在非线性,影响PMP的测量精度。如果设计的正弦光栅的峰值和谷值正好落在传递函数线性区间的上限和下限,会提高PMP的测量精度;当峰值和谷值落在线性区间而对比度较低时,则会影响测量精度。因此,灰度值落在线性区且对比度最大化时的正弦光栅正是优化的最佳目标。实验验证了该方法的有效性。