同步触发倍频光栅相移三维测量技术

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1、．．分类号：学校代码：１０１６５密级：学号：２０１５１１０００６５３逢窣坪总大學硕士学位论文＿同步触发倍频光栅相移三维测量技术Ｔｈｒｅｅ－－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｏｆｉｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｆｒｅｕｅｎｃｄｏｕｂｌｅｄｐｑｙｒａｔｉｎｒｏｅｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｓｎｃｈｒｏｎｏｕｓｔｒｉｅｒｇｇｐｊｙｇｇ作者姓名：赵琳琳学科、专业：，光学研究方向：光信息技术刘成森导师姓名：２０１８年４月辽宁师范大学硕士学位论文

2、摘要在倍频光栅相移三维测量技术中，建立了由计算机控制的光栅投影和图像采集的同步控制系统。通过倍频光栅相移三维面型测量技术，实现了三维物体表面各取样点形貌高度的独立计算，即在计算过程中不依赖相邻点的计算结果，避免了传统单一空间频率条纹移相技术中位相解包裹运算存在的依赖路径的累积误差。但这一技术需要在各种实际应用现场采集大量不同空间频率光栅的投影图像，由于各个图像之间存在的内在计算关联性，实验系统对测量环境的稳定性有着很高的要求。通过在测量系统中加入以MC100芯片为核心的同步触发装置及相应的控制软件，实现了计算

3、机控制下快速稳定的同步光栅投影和图像采集，有效地缩短了大量图像的采集时间，实现了三维测量的自动控制，为三维面型测量的实际现场应用提供了一种有效手段。主要研究工作如下：(1)建立了计算机控制同步触发投影和图像采集的倍频光栅三维物体面型测量系统。在计算机控制下，投影系统将亮度为正弦分布的光栅条纹图像投射到三维物体表面，同步触发系统控制图像采集系统快速采集物体表面上的形变条纹图像。(2)研究了计算机控制下以MC100芯片为核心的同步触发装置的工作条件，保证了光栅投影和图像采集的同步、快速进行。基于投影系统完成一幅图

4、像扫描过程需要一定时间，实验中考察了光栅投影速度与图像采集延时时间、采集速度之间的关系，找出了适用于具体物体同步触发采集的最佳工作参数。(3)编写了计算机同步采集系统的控制程序及对采集图片的后续处理程序。即利用VisualBasic语句编写驱动程序并结合多通道定时器控件，实现了采集系统的同步性和可控性；通过计算获得了倍频投影光栅形变条纹图像的位相与高度的映射关系，并利用计算机编程对各级空间频率的折叠位相逐级进行解包裹计算，得到了三维物体表面的相对形貌高度。关键词：同步触发；自动控制；倍频光栅投影；位相解包裹；

5、三维面型测量I同步触发倍频光栅相移三维测量技术Three-dimensionalprofilemeasurementbasedonfrequency-doubledgratingprojectionunderthesynchronoustriggerAbstractThecomputerizedsynchronouscontrolsystemforgratingprojectionandimageacquisitionisestablishedinthetechnologyofmeasuringthe3-Dp

6、rofileoffrequency-doubledgratingprojection.Bymeansoffrequency-doubledgratingprojection,theshapeheightofeachsamplingpointonthesurfaceofthe3-Dobjectcanbeindependentlycalculated.ByaddingasynchronoustriggerdevicewithMC100chipasthecoreandcorrespondingcontrolsoft

7、wareinthemeasurementsystem,thefastandstablesynchronousgratingprojectionandimageacquisitionunderthecontrolofcomputerarerealized,theacquisitiontimeofalargeamountofimagedataisgreatlyshortened,theautomaticcontrolof3-Dmeasurementisrealized,andaneffectivemeansisp

8、rovidedforthepracticallocaleapplicationofthree-dimensionalsurfaceshapemeasurement.Themaincontentsareasfollows:(1)Establishcomputerizedsynchronouscontroltriggeredprojectionandthedouble-frequencygratingo