物理模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ晚斆嫒S面形測(cè)量方法研究.pdf

1、三維面形測(cè)量在機(jī)器視覺(jué)、工業(yè)在線(xiàn)檢測(cè)、實(shí)物仿型、地質(zhì)勘探等多個(gè)領(lǐng)域具有重要的意義?；诟道锶~變換輪廓術(shù)的三維面形測(cè)量技術(shù)是三維傳感中應(yīng)用較為廣泛的一種方法。 本課題是構(gòu)造物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，主要用于對(duì)地質(zhì)試驗(yàn)體頂面變形程度和過(guò)程的定量測(cè)量。文中對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的濾波、相位展開(kāi)以及系統(tǒng)標(biāo)定等關(guān)鍵技術(shù)作了深入研究。 針對(duì)傅里葉變換輪廓術(shù)測(cè)量復(fù)雜物體形狀時(shí)，出現(xiàn)頻率混疊，濾波時(shí)難以確定截止頻率，選用了巴特沃斯濾波器、

2、矩形濾波窗、漢寧濾波窗以及小波濾波幾種濾波方法對(duì)變形光柵圖進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)模擬并比較了在有噪聲和無(wú)噪聲的情況下不同濾波方法的誤差分布，數(shù)據(jù)分析表明，漢寧濾波窗對(duì)噪聲可以起到很好的抑制作用；利用小波多分辨率特性提取有效的基頻分量，抑制了頻譜混疊，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證該法可以提高傅里葉變換輪廓術(shù)的測(cè)量精度和測(cè)量范圍。 在三維面形測(cè)量中，當(dāng)截?cái)嘞辔粩?shù)據(jù)受到噪聲、陰影等因素的影響時(shí)，利用傳統(tǒng)的相位展開(kāi)算法進(jìn)行相位展開(kāi)時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉線(xiàn)現(xiàn)象。本文對(duì)路徑

3、相關(guān)和路徑無(wú)關(guān)的相位展開(kāi)算法進(jìn)行了重點(diǎn)研究。利用質(zhì)量圖導(dǎo)引算法對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行了相位展開(kāi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相位導(dǎo)數(shù)偏差質(zhì)量圖能夠比較好的反應(yīng)截?cái)嘞辔毁|(zhì)量，而最大相位梯度質(zhì)量圖可以正確標(biāo)識(shí)出不連續(xù)區(qū)域。因此應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的質(zhì)量圖作為展開(kāi)路徑的質(zhì)量導(dǎo)引。系統(tǒng)標(biāo)定是進(jìn)行光學(xué)三維測(cè)量的必要前提，系統(tǒng)標(biāo)定分為兩部分：Z坐標(biāo)標(biāo)定和(X，Y)坐標(biāo)標(biāo)定。Z標(biāo)定用于建立物體高度和相位差的對(duì)應(yīng)關(guān)系，(X，Y)坐標(biāo)標(biāo)定就是建立起圖像像素坐標(biāo)與物體世界坐