三維輪廓測量中傅里葉變換法的改進研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，在計算機輔助設(shè)計制造CAD/CAM、工業(yè)檢測與質(zhì)量控制、逆向工程、機器視覺以及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域，人們對物體三維測量的需求越來越多。當(dāng)前，由于非接觸性、數(shù)據(jù)獲取速度快以及測量精度較高等優(yōu)點，主動式光學(xué)三維測量成為科技領(lǐng)域的一個研究熱點。
　　 傅里葉變換輪廓術(shù)是屬于主動式光學(xué)三維測量方法中的一種。其測量精度較高，且數(shù)據(jù)采集速度快。在拍攝過程中，采集完參考平面的光場分布后，只需要再采集一幀變形條紋圖形

2、，通過傅里葉變換、頻譜濾波、逆傅里葉變換、相位展開等處理后就能得到物體的三維數(shù)據(jù)。本文的主要工作是對傳統(tǒng)傅里葉變換輪廓術(shù)的改進研究。改進工作主要體現(xiàn)在如下幾個方面：
　　 (1)在提取變形光柵圖案的基頻分量時，傳統(tǒng)濾波方法存在如何選擇濾波窗的問題。為此，我們提出了基于平滑的時頻分析方法，并將其成功地用于基頻分量的提取中，達到了很好的效果；
　　 (2)經(jīng)過傳統(tǒng)傅里葉變換法提取出來的相位是實際相位的包裹值。要得到實際相位，

3、往往需要復(fù)雜而且耗時的相位展開運算過程。為了解決這個問題，我們提出了顏色標(biāo)記傅里葉變換法。通過引入顏色信息，可以直接得到實際相位值。從而避免了相位展開的過程，很大程度地提高了系統(tǒng)測量速度；
　　 (3)傳統(tǒng)相位高度模型對系統(tǒng)約束較多，不利于普通情況下測量工作的開展。為此，我們提出了新的系統(tǒng)模型并經(jīng)過標(biāo)定實驗驗證了其正確性。在這個模型下，投影儀與相機的擺放約束很少。因此，可以應(yīng)用在一般較難滿足精確放置的場合，能很好地擴展光柵投影三