pmp测量系统中正弦光栅的优化设计

《pmp测量系统中正弦光栅的优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、９４工具技术ＰＭＰ测量系统中正弦光栅的优化设计段广辉，曹益平四川大学摘要：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

2、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。关键词：三维测量；相位测量轮廓术；光强传递函数；对比度中图分类号：ＴＧ８４；ＴＨ７４１．３文献标志码：ＡＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＳｉｎｕｓｏｉｄａｌＧｒａｔｉｎｇｉｎＰＭＰＭｅａｓｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍＤｕａｎＧｕａｎｇｈｕｉ，ＣａｏＹｉｐｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔ

3、ｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｇｒａｔｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＩＴＦ），ａｎｄｉｔｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘ３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｐｈａｓｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｒｙ（ＰＭＰ）ｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｒｅａｒｅｔｈｅｇｒａｔｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｄｅｔｏｒｍｉｎｇｓｔｒｉｐｅｉｎＰＭＰｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｙｓ

4、ｔｅｍ．ＢｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＤＬＰ，ＣＣＤａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｓｏｏｎ，ｔｈｅＩＴＦｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｉｓｎｏｎｌｉｎｅａｒ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＩＴＦ，ｗｅｃａｎｋｎｏｗｔｈａｔｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎｉｍａｇｅｉｓｎｏｎｌｉｎｅａｒａｓａｗｈｏｌｅｂｕｔｌｉｎｅａｒｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｎｔｅｒｖａｌｌｏｃａｌｌｙ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｙｔｈｅｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｇｒａｔｉｎｇｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｔｈｅｗａｙｏｆｍａｘｉｍ

5、ｉｚｉｎｇｔｈｅｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｇｒａｙｖａｌｕｅ，ｂｕｔｉｔｗｉｌｌｂｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｗｈｅｎｃｏｌｌｅｃｔｅｄｂｙＣＣＤｃａｍｅｒａ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｉｓｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎＰＭＰ．Ａｎｄｉｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｎｄｍｉｎｉｍｕｍｏｆｔｈｅｇｒａｔｉｎｇｉｓｊｕｓｔｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｌｉｍｉｔｓｏｆｔｈｅｌｉｎｅａｒｉｎｔｅｒｖａｌ，ｔｈｉｓｗｉｌｌｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒｉｔｗｉｌｌａｌｓｏｄｅｓｔｒｏｙｔｈｅ

6、ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｆｔｈｅｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｉｓｔｏｏｌｏｗ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｇｒａｔｉｎｇｉｓｔｈｅｂｅｓｔｃｈｏｉｃｅｗｉｔｈｉｔｓｒａｎｇｅｏｆｇｒａｙｖａｌｕｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｌｉｎｅａｒｉｎｔｅｒｖａｌａｎｄｔｈｅｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｍａｘｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｐｈａｓｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｒｙ；ｉｎｔｅｎｓｉｔｙｔｒａｎｓｆ

7、ｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ以及ＤＬＰ投影和ＣＣＤ采集时的Ｇａｍｍａ非线性等角!引言［５］度作了许多研究。张可雄等提出一种通过连续光栅投影光学三维测量方法是利用采集到的变相移多周期的相位测量来抑制正弦光栅在数字化过形光栅图像中携带的相位信息来获得物体的三维面程引起误差的新方法。针对Ｇａｍｍａ非线性效应，经［１，２］［６］形貌，具有非接触、低成本和高精度等优点。由典的处理方法是离焦法和二元编码法。苏显渝于采用点对点的解相算法，相位测量轮廓术（ＰＭＰ）较早提出了离焦法，提出了采用罗奇光栅离焦投影能高精度地处理大量的三维

8、面形数据，因而在医学的相位测量轮廓术。随着数字投影设备（ＤＬＰ）的发诊断、工业检测、实物仿形等领域获得广泛的应展和成熟，罗奇光栅最终被二值数字光栅所取代。用［３，４］。［７］为使二值光栅具有正弦分布特性，Ｓ．Ｙ．Ｌｅｉ等提正弦光栅是透过率为正弦函数的光栅，而ＰＭ