基于条纹投影的三维小视场测量系统研究

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1、分类号：TH741密级：公开UDC：528.5编号：15-080400-04M河北工业大学硕士学位论文基于条纹投影的三维小视场测量系统研究论文作者：於燕琴学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：仪器科学与技术指导教师：张宗华职称：教授资助基金项目：教育部新世纪人才支持计划项目及国家自然科学基金与英国皇家学会合作交流项目DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyTHERESEARCHOF3DSMALL-

2、FIELDIMAGINGSYSTEMBASEDONFRINGEPROJECTIONTECHNIQUEbyYuYanqinSupervisor:Prof.ZhangZonghuaMarch2015ThisworksupportedbytheprojectofNewCenturyExcellentTalentsinUniversity(NO.NCET-11-0932)andtheNationalNaturalScienceFoundationofChina(NO.61311130138)原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作

3、所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：2015-4-26关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校

4、有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：2015-4-26导师签名：日期：2015-4-26摘要面向微小物体的三维形貌测量是现代测试技术中一个重要的分支。自从上世纪80年代MEMS器件在国外受到广泛的应用，其相应的形貌测量技术也得到了快速的发展。总的来说，与国外的测量仪器和测试技术相比较，目前国内针对微小物体的测试系统还需要进一步提升性能。因此，更高的测量精度、自动化程度以及更快的测试速度，是表面形貌测试技术奋斗的目标。基于上述现状，本论文从理论和实践上对微小物体的三维形貌测量进行

5、了深入的研究。首先，总结了国内外针对微小物体尤其是MEMS器件三维形貌测量的发展现状，分析了各个测量方法的优缺点以及适用范围，本文选择了高精度、非接触、测量速度快的条纹投影方法进行微小物体三维形貌的测量；其次，根据被测物体的大小，选择合适的光学器件，搭建一套用于获取微小物体三维形貌的硬件系统，调节光路，获得符合测量要求的视场以及清晰的变形条纹图；再次，编写标定以及系统精度验证等程序，将软件系统与硬件系统相结合，完成基于条纹投影的三维小视场测量系统的设计；最后，完成小视场标定，选取合适的微小物体并对其进行三维形貌测量，验证小视场测量系统的可行性以及有效性。关

6、键字：三维小视场测量，体视显微镜，条纹投影，相位计算IABSTRACTThe3D(Three-dimensional)shapemeasurementforsmallobjectsisanimportantbranchofthemoderntestingtechnique.Thecorresponding3DshapemeasurementtechniquehasbeendevelopedquicklysincetheMEMS(MicroElectroMechanicalSystems)deviceswerewidelyusedabroadinthe198

7、0s.Ingeneral,thedomestictestsystemforsmallobjectsalsoneedstobeimprovedperformancecomparedwiththeforeigntestdevicesandtesttechniques.Therefore,thehighertestaccuracy,moreautomaticandhighertestspeedarethegoalsoftheshapemeasurementtechniques.Basedontheabovesituation,thisdissertationma

8、kesanintensivestudyof3Dshapemeasu