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1、电子散斑相移测量物体三维形貌 【关键词】电子散斑干涉;形貌测量;相移;傅里叶变换;【英文关键词】Electronicspecklepatterninterferometry;shapemeasurement;phase-shifting;Fouriertransform;【中文摘要】电子散斑干涉法在逆向工程、机器视觉、无损检测、产品的在线监测,特别是物体三维形貌的测量上有着广泛的应用前景,是光学测量的重要分支,具有全场性、高精度、非接触的优点。电子散斑形貌测量技术基于传统的散斑干涉技术,而且具有散斑干涉的一
2、系列优点。本文就电子散斑干涉法与相移法和傅里叶变换法结合测量物体三维形貌进行了研究与讨论。介绍了散斑的成因和产生方法,回顾了三维形貌测量的发展过程,从理论和实践两个方面对电子散斑干涉法进行了深入的研究。电子散斑干涉测量形貌的基本原理是光的干涉,取两束光强相等的光束分别作为物光和参考光,使物光和参考光发生相干干涉,从而产生明暗相间的散斑干涉条纹。若待测表面是平面,则干涉条纹是间距相等的直条纹。由于物面高度的起伏变化,会使干涉条纹发生弯曲变形,而物面的相位信息就包含在弯曲变形的干涉条纹里。采集系统采用CCD摄像机
3、,计算机针对获取的变形条纹图进行滤波、去噪以及实时相减等一系列图像处理,提取相位信息,进而重构出物体表面的三维形貌。通过把相移技术和散斑干涉结合起来,本文详细阐述了形貌测量的原理,提出了一种利用电子散斑相移技术测量物体三维形貌的实验方法。该方法以电子散斑为信息载体产...【英文摘要】Electronicspecklepatterninterferometryinreverseengineering,machinevision,NDTproductsonlinemonitoring,especiallyinth
4、emeasurementof3-Dshapeofobjecthasabroadprospectofapplication.Isanimportantbranchoftheopticalmeasurement,withtheadvantagesofwholefield,highaccuracyandnon-contact.Basedonthetraditionalspecklepatterninterferomery,Electronicspecklepatterninterferometryhasaserie
5、sofadvantagesofspecklepatterninterferomery.Inthispaper,thecombingw...中文摘要7-8Abstract8-9第一章绪论10-181.1三维形貌测量方法的分类及发展状况10-151.1.1触针法10-111.1.2扫描隧道显微镜111.1.3原理力显微镜111.1.4光切法111.1.5光斑法11-121.1.6云纹法12-131.1.7投影栅相位法13-141.1.8散斑干涉法14-151.2本论文研究意义及内容151.3本章小结15-18第二
6、章电子散斑干涉技术测量三维形貌方法的研究18-422.1散斑的成因及其类型18-192.2电子散斑干涉测量三维形貌的原理19-322.2.1电子散斑干涉相移技术20-322.3利用杨氏双缝干涉测量三维形貌32-352.3.1杨氏双缝干涉原理32-332.3.2关于杨氏双缝干涉实验的一些改进33-352.4利用牛顿环测量三维形貌35-372.5陡峭表面的形貌测量37-392.6大型物体的三维测量39-402.6.1子区域拼接法39-402.6.2扫描相移法402.7本章小结40-42第三章相位提取的方法原理及分
7、类42-503.1傅里叶变换法提取相位42-443.1.1傅里叶变换法提取相位原理42-433.1.2傅里叶变换法提取相位的应用43-443.2常用的提取相位的相移算法44-493.2.1相移算法的分类44-473.2.2影响相移算法的误差分析47-493.3本章小结49-50第四章相位展开算法50-584.1相位展开的基本原理简介50-524.2相位展开的方法52-554.2.1枝切法524.2.2质量图导向法524.2.3最小费用流法52-534.2.4最小二乘法53-544.2.5正则化方法544.2.
8、6基于贝叶斯推断的ZπM算法544.2.7时域相位解包法54-554.3本章小结55-58第五章实验数据的采集与处理58-725.1电子散斑干涉实验装置58-645.1.1基于电子散斑干涉的四步相移实验结果59-625.1.2基于电子散斑干涉的傅里叶变换法实验结果62-645.2基于投影栅线的四步相移实验结果64-675.2.1投影栅线法测量形貌的相位提取方法原理64-665.2.2投影栅相位法测量
