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1、结构光对物体的结构光对物体的轮廓的三维测量轮廓的三维测量研究背景研究背景 在现代工业应用中，一维和二维测量在现代工业应用中，一维和二维测量的理论，技术发展和应用已经相当成熟。的理论，技术发展和应用已经相当成熟。由于三维测量的复杂性和特殊性，一直是由于三维测量的复杂性和特殊性，一直是科技界努力突破的技术难题。随着现代制科技界努力突破的技术难题。随着现代制造业的快速发展，航空航天、汽车等大型造业的快速发展，航空航天、汽车等大型制造业对质量控制提出了更高的要求，且制造业对质量控制提出了更高的要求，且由于这些行业的产品一般大而重，往往需由于这些行业的产品一般大而重，往往需要将质量问题在现场实时解决。正
2、是基于要将质量问题在现场实时解决。正是基于这种需求，近这种需求，近2020年来各种便携式光学三维年来各种便携式光学三维测量技术相继问世，其中结构光三维测量测量技术相继问世，其中结构光三维测量技术由于具有便携性强、测量速度快、测技术由于具有便携性强、测量速度快、测量精度高等优点，已成为目前使用最为广量精度高等优点，已成为目前使用最为广泛的一种三维测量技术。泛的一种三维测量技术。 论文的作用和目的论文的作用和目的 本文对结构光测量技术进行研究，并本文对结构光测量技术进行研究，并阐述其基本原理和关键技术阐述其基本原理和关键技术 。就利用结。就利用结构三维测量技术对物体的三维轮廓进行了构三维测量技术对
3、物体的三维轮廓进行了深入研究，用计算机设计好的正弦光栅投深入研究，用计算机设计好的正弦光栅投影到参考面和被测物体表面上，由照相机影到参考面和被测物体表面上，由照相机获取参考面和被测物体表面的变形图纹，获取参考面和被测物体表面的变形图纹，通过图像预处理、相位主值计算、相位展通过图像预处理、相位主值计算、相位展开、系统标定、三维数据计算等技术最后开、系统标定、三维数据计算等技术最后通过通过MatlabMatlab软件得到被测物体表面的三维软件得到被测物体表面的三维轮廓。轮廓。实验过程和结果实验过程和结果 本实验是根据结构光法测量原理对物本实验是根据结构光法测量原理对物体的三维轮廓进行测量。体的三维
4、轮廓进行测量。 首先用计算机设计好的正弦光栅投首先用计算机设计好的正弦光栅投影到参考面和被测物体表面上，用照相机影到参考面和被测物体表面上，用照相机获取参考面和被测物体表面的变形条纹如获取参考面和被测物体表面的变形条纹如下图下图 得到参考面和被测物体表面条纹图后，经过图像处理，利用FTP方法计算被测物体和参考面的相位差，最后进行相位展开，得到展开后的相位差分布如下图，图（a）为折叠相位图（b）为相位展开后的结构 折叠相位和展开相位的三维分布如折叠相位和展开相位的三维分布如下图下图 利用系统标定的方法对系统进行标定，根据标定的结果可以由展开相位计算出物体的三维数据，然后利用Matlab软件得到被
5、测物体表面的三维轮廓如下图 结论结论 本文主要介绍了利用结构光方法对物本文主要介绍了利用结构光方法对物体的三维轮廓进行测量，并论述了测量原体的三维轮廓进行测量，并论述了测量原理及测量中的关键技术，包括相位计算和理及测量中的关键技术，包括相位计算和系统标定。最后以实验为例利用结构光的系统标定。最后以实验为例利用结构光的方法测出了物体的三维轮廓。方法测出了物体的三维轮廓。近近2020年来各年来各种便携式光学三维测量技术相继问世，其种便携式光学三维测量技术相继问世，其中结构光三维测量技术由于具有便携性强、中结构光三维测量技术由于具有便携性强、测量速度快、测量精度高等优点，已成为测量速度快、测量精度高等优点，已成为目前使用最为广泛的一种三维测量技术。目前使用最为广泛的一种三维测量技术。
