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《相位测量轮廓术的应用现状及发展趋势》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、相位测量轮廓术的应用现状及发展趋势孙园,李大心(中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉430074)摘要:自20世纪80年代以来,随着激光技术和CCD图像传感器的不断发展和广泛应用,并结合计算机图像处理技术,相位测量轮廓术(PMP)得到了快速的发展。该技术以非接触、全场测量、高精度、高灵敏度及自动化等优点得到广泛应用。主要阐述了PMP在国内外的应用现状、存在的问题及发展趋势,并简单介绍了PMP的基本原理,对现有的测量方法进行分析和比较。关键词:光学测量;相位测量轮廓术;应用现状;发展趋势文章编号:100026656(2006)0320130203中图分类号:TG115.28文献标识码:AA
2、pplicationandDevelopmentofPhaseMeasuringProfilometrySUNYuan,LIDa2xin(InstituteofGeophysics&GeomaticsChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China)Abstract:Since1980s,PhaseMeasuringProfilometrywasdevelopedsharply,withthedevelopmentandapplicationoflasertechnology.Themethodwasverypopularwithmanyadvan
3、tagessuchasnon2contact,full2fieldmeasurement,highaccuracyandsensitivity,automation.ThedevelopingtrendandapplicationstatusofPhaseMeasuringProfilometryintheworldweredescribed.Theprincipleofmeasuringmethodwasintroduced,andtheexistingmethodswereanalyzedandcompared.Keywords:Opticalmeasurement;Phasemeasu
4、ringprofilometry;Applicationstatus;Developingtrend随着计算机、光学和光电子技术的迅速发展,极大地改变了传统的光学计量技术,新的三维传感和计量方法也不断涌现。基于结构光照明的光学三维面形测量(又称光学三维传感)方法具有非接触、高精度、快速及易于在计算机控制下实行自动化测量等特点,在机器视觉、自动检测、质量控制、逆向工程、生物医学等领域都有着广阔的应用前景。PMP方法有其本身的优缺点及适用范围,它实现了点对点求解初相位,避免了物体表面反射率不均引起的误差,其测量精度可高达几十分之一到百分之一个等效波长。但PMP需要精密的相移装置和正弦性良好的投影
5、光栅,否则会引入测量误差。极大地改变了传统的光学计量技术,加之高性能的微型计算机和图像处理系统使光学图像的计算机辅助分析技术得以快速发展,使光学测量在信息的获取和处理技术上得到很大的进步。近年来国内外新的三维传感和计量方法不断涌现。为此,国际光学学会(SPIE)1994年在以信息光学的前沿为主题的年会上,首次将光学三维传感列为信息光学前沿七个主要邻域和方向之一。早在20世纪70年代,PMP的许多理论基础就已经形成,但由于图像采集、图像处理及计算机技术的限制,而制约了其发展。直到80年代初期,出现了集成化的电子存储模块,这时条纹图像可以以点阵的形式量化为数字量存储在计算机帧存体中,并进行读出和
6、写入,随着CCD固体成像器件、图像处理和计算机技术的发展,相位检测技术采用CCD数码相机或摄像机采集条纹图的光强信息,通过图像采集卡把条纹图量化为数字图像存储在计算机中,由计算机对它们进行运算,并结合相位技术,最终得1国内外发展现状自20世纪中期以来,随着激光器的发明、微电子技术(如CCD固体成像器件)的不断发展和完善,收稿日期:20052062021302006年第28卷第3期无损检测孙园等:相位测量轮廓术的应用现状及发展趋势到所要求的相位信息,即由原来读条纹图而进展为计算机直接输出最后测量结果,从而使测量自动化,因而大大提高了使用的性能和效率。四川大学和西南石油学院在原石油部支持下,以准
7、正弦投影光场PMP为基础,研制成功了用于井底模式探测的三维面形自动测量系统[1]。采用结构光照明的PMP在定量的医学研究中也成为一种重要的诊断工具,如口腔全牙型三维面形测量[2]。美国的TC2公司的PMP系统开发出服装尺寸提取软件。相位<(x,y)是很困难的,而相移算法却提供了一种精确测定相位的手段。当投影的正弦光栅被移动其周期的1/N时,条纹图的相位被移动2π/N,产生一个新的强度函数In(x,y)。通过N
