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专利号: 2017100375896
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自标定阴影莫尔三维轮廓测量方法,其特征在于:依次包括下述步骤:第一步:将被测物体置于测量空间,开启光源,并使用摄像机记录产生的条纹图;

第二步:运用精密位移台以预定义的距离等步长移动光栅两次,并记录每次移动后产生的条纹图;

第三步:对采集的条纹图进行预处理:运用条纹降噪的方法去除图像中的高频噪音信号;

第四步:对条纹图信号的相位进行解调处理:设A(x,y)为背景,B(x,y)为调制项,φ(x,y)为相位,δ为相移,n为时域条纹序号,则摄取的条纹图光强分别可表述为:In(x,y)=A(x,y)+B(x,y)cos[φ(x,y)+nδ],(n=0,1,2)  (1)为了表述清晰,下面的推导过程省略坐标项(x,y);

首先应用运用条纹互减去除背景项,得到的新条纹表述为:进一步对新条纹进行加、减运算得:

显然(3)式振幅不等,因此对其进行正则化,并约掉常数项得:式中 代表了矩阵范数运算,其中,m、n为条纹图大小;采集的条纹图中条纹数目大于1,根据三角函数积分计算特点知,上述矩阵范数近似相等,因此可得:进而,得:

θ=φ+δ/2=arctan(IN1/IN0)  (6)将(6)式带入(3)式,得:

δ=arctan[Is·tan(IN1/IN0)/Ia]  (7)因此得测量相位为:

φ=θ-δ  (8)

第五步:运用去包裹方法对第四步得到的测量相位进行相位展开;

第六步:根据解算的相位和测量灵敏度利用下式进行相位-高度映射,完成本次测量任务;

设测量系统灵敏度为s,根据阴影莫尔相位-高度映射关系得:上式中参数分别表示:l为光源-CCD平面与参考光栅的距离、d为光源与CCD的距离、△l为相移时光栅移动距离和p光栅常数。

2.根据权利要求1所述的自标定阴影莫尔三维轮廓测量方法,其特征在于:所述测量方法的第二步中所说的预定距离为0.001mm。