基于结构光投影的薄膜振动模式分析.pdf

《基于结构光投影的薄膜振动模式分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第39卷第4期激光技术Vo1．39，No．42015年7月LASERTECHN0L0GYJuly，2015文章编号：1001—3806(2015)04．0446．04基于结构光投影的薄膜振动模式分析冯伟，张启灿(四川大学电子信息学院光电系，成都610064)摘要：为了验证薄膜振动模式的有效性，采用正弦条纹投影和傅里叶条纹分析的方法进行薄膜振动模式分析和振幅重建，并进行了理论分析和实验研究。在基于结构光的主动3维传感技术中，傅里叶变换轮廓术具有单帧获取、高分辨率、全场可实时测量等优势，成为可测量动态3维面形的一种实用方

2、法。正弦光栅条纹被投影到振动中的薄膜表面，采用低帧频的CCD相机采集由薄膜振动导致条纹局部模糊的一系列变形条纹图。通过傅里叶变换轮廓术方法进行处理，最终得到不同频率下实际测量的薄膜振动模式结果。给出了理论计算结果与实测结果的验证比较。结果表明，该方法测量的振动模式结果准确反映了薄膜振动情况。3维面形测量结果和实验验证了该方法的可行性。关键词：信息光学；振动测量；振动模式分析；结构光投影；傅里叶频谱中图分类号：0438文献标志码：Adoi：10．75lO／j~s．issn．1001—3806．2015．04．003An

3、alysisofmembranevibrationmodesbasedonstructuredlightprojectionFENGWei，ZHANGQican(DepartmentofOpto—electronics，CollegeofEleetronisandInformationEngineering，SichuanUniversity，Chengdu641004，China)Abstract：InordertOverifymembranevibrationmodes，sinusoidalfringeproje

4、ctingandFourierfringeanalysiswereusedinmembranevibrationmodeanalysisandamplitudereconstruction．Aftertheoreticalanalysisandexperimentalverification，among3-Dautomaticsensortechnologiesbasedonstructuredlight，Fouriertransformprofilometry(rrP)withtheadvantagesofsing

5、le-framecapture，highresolutionandreal-timemeasurementbecamethepracticalmethodindynamicthree—dimensionalshapemeasurement．AsequenceofthedeformedandpartlyblurredsinusoidalfringeimagesonthesurfaceofavibratingmembranewasgrabbedbyalowsamplingrateCCDcamera．ByFTP．theac

6、tualexperimentalresultsofmembranevibrationmodesatdiferentfrequencieswereobtained．Thetheoreticalvibrationresultsandthevibrationmeasurementresultswerecompared．Theresultsshowthatthevibrationmodesreflectthevibratingmembraneaccurately．Theresultsof3-Dsurfaceshapemeas

7、urementandactualexperimentsgivetheverificationofitsvalidity．Keywords：informationoptics；vibrationmeasurement；vibrationmodeanalysis；structuredlightprojection；Fourierspectrum全场、非接触、实时测量等优点。引言WANG等人利用数字图像处理和傅里叶变换的薄膜是工业生产和自然生活中普遍应用的一类弹方法]，对一幅高频振动模糊图像经过一系列的变换性元件，对薄膜振

8、动测量的研究一直以来都受到人们和处理得到对应的振幅和振动方向信息，可以实现平的广泛关注和重视。常见的振动测量方法主要有散斑面内任意方向振动的测量，振幅的测量精度可以达到法、图像处理法、结构光3维传感法等，不同的测量方亚像素级，很适合微小振动的测量。法都有各自的优势和应用范围。基于结构光3维传感的光学测量方法，以其全场、散斑法振动测量又分为电子散