基于多频外差原理的相位解包裹方法_陈玲 (1)

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1、第38卷第1期光学技术Vol．38No．12012年1月OPTICALTECHNIQUEJan．2012文章编号:1002-1582(2012)01-0073-06*基于多频外差原理的相位解包裹方法陈玲，邓文怡，娄小平(北京信息科技大学光电信息与通信工程学院，北京100192)摘要:根据多频外差原理推导了三频光栅条纹解包裹的过程，获取了光栅条纹的绝对相位值。同时，为了减小误差，提高测量精度，提出了一种相位修正的方法，比较了相位修正前后的相位图，表明该方法能够非常有效地去除相位误差。通过将修正后的绝对相位值作为匹配的

2、一个特征量，利用机器视觉中双目立体视觉的方法求取物体的三维特征。实验证实了该方法的可行性，并得到良好的测量结果。关键词:相位测量;多频外差;相位解包裹;光学测量中图分类号:TP391文献标识码:APhaseunwrappingmethodbaseonmulti-frequencyinterferometryCHENLing，DENGWenyi，LOUXiaoping(SchoolofPhotoelectricInformationandTelecommunication;BeijingInformationScie

3、nceandTechnologyUniversity，Beijing100192，China)Abstract:Inordertoobtaintheabsolutephasevalueofasurfaceinphasemeasuringprofilometry(PMP)，aphaseunwrap-pingmethodbasedonmulti-frequencyinterferometrybyprojectingthreedifferentfrequencyfringesisdeduced．Meanwhile，ino

4、r-dertoreduceerrorsandimprovemeasuringaccuracy，aphasecorrectionmethodisproposedandacomparisionbetweentheorigi-nalandrevisedimagesismade．Thismethodcanveryeffectivelyremovethephaseerror．Ontherevisedabsolutephasevalueasafeatureformatchinginstereobinocularvision，t

5、heobjectofthree-dimensionalfeaturescanbecalculatedbasedonstereobinoc-ularvisualmethod．Theexperimentshowsthatthismethodisfeasible，andagoodmeasurementresultisobtained．Keywords:phase-shifting;multi-frequencyinterferometry;phaseunwrapping;opticalmeasurement［1］目前最热

6、门的研究方向之一。双目测量系统通0引言过将相位作为匹配的一个特征量，利用机器视觉中双目立体视觉的方法求取物体的三维特征。而相移双目结构光测量技术具有非接触、速度快、精度高等优点，是目前世界上光学测量的最先进技术之法是目前最常用的相位测量方法之一，其测量精度［3，4］一，在逆向工程以及工业环境中尺寸和形位参量的较高，但只能得到［－π，π］的相位主值，这样得［1，2］到的数据并非相位的真实值，需要将包裹的相位解检测等领域中有广泛的应用。而匹配是立体视觉中最复杂、最重要的环节，近年来国内外许多专开，得到真实的绝对相位值。

7、目前常用解包裹方法家学者提出了各种研究方法，其中投影栅相位法是有格雷(Gray)码法和双频相移技术等，但格雷码法*收稿日期:2011-06-30;收到修改稿日期:2011-09-22E-mail:chenling5652@163．com资助项目:北京市属高等学校人才强教计划资助项目(PHR201107130)作者简介:陈玲(1985-)，女，北京信息科技大学硕士研究生，从事三维视觉测量研究。73光学技术第38卷无法提高测量精度，并且对测量工件的表面明暗比式中p12为根据外差原理生成的光栅条纹节距，即［5］较敏感，具

8、有容易受到噪声的干扰的缺点;而双p12=p1p2/(p2－p1);m12和Δm12分别是条纹级数的频相移技术要求光栅两条纹的频差较小，且条纹节整数部分和小数部分。［6］距比较大，使得其辨别形貌细节的能力降低，相为了使全场范围内无歧义的进行相位展开，即移误差比较大。在整个视场内的条纹级数不超过1级，根据章寒本文采用了一种基于外差原理的解包裹方法，清［6］等推导