广西师范大学 电子工程学院, 广西 桂林 541004
基于不同梯度数据噪声, 研究讨论了几种典型的梯度积分算法, 并提出了一种改进的Southwell全局积分算法.以重建面形和原始面形的相似度、均方根误差作为算法性能参数, 对梯度数据进行模拟测试.搭建条纹反射实验平台, 对标准凹球面反射镜进行积分重建, 并将条纹反射法测量结果和实际元件参数进行对比.实验结果表明: 用改进的Southwell算法重建的凹球面的半径误差为0.09%, 结构相似度大于0.999, 其重建速度为原算法的1.2倍.改进后的Southwell算法相较于传统的积分算法, 获得了更高的重建质量和重建效率, 满足镜面物体测量的非接触、精度高、稳定性强等要求.
三维重建 镜面测量 条纹反射 梯度积分 相位测量 光学检测 3D reconstruction Specular surface measurement Fringe reflection Gradient integral Phase measurement Optical testing 光子学报
2018, 47(11): 1112001
基于条纹反射的相位测量术被广泛用于获取镜面物体的表面三维形貌数据,系统标定是相位测量术中重要的一步,它直接决定了测量结果的精度。提出一种基于相位信息获得系统模型中未知参数的方法,建立相位和深度间的直接关系,并对比了采用相位信息和传统几何特征标识点棋盘格标定显示屏外部参数的准确度,证明了在离焦状态下,采用相位信息的方法具有更高的精度。使用标定好的系统测量了一个凹面镜和一个具有不连续反射表面的台阶工件,得到系统测量结果的误差约为22 μm。实验结果表明所提方法可以精确地标定系统参数,并能获得高精度的三维测量数据。
测量 条纹反射 镜面物体测量 系统参数标定 直接相位测量术 激光与光电子学进展
2018, 55(6): 061204
1 四川大学 电子信息学院光电系,成都 610065
2 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
本文详细介绍了依据条纹反射术测量镜面、类镜面的原理和方法,分析了经由梯度数据重建三维面形的主要算法和关键问题。通过计算机模拟和波面实际测量,对十字路径积分法、傅里叶变换积分法和区域波前重构法三种主要算法的重建精度进行了对比研究。研究表明:区域波前重构法不但对高频噪声有较强的抑制作用,同时也可以处理复杂的连通区域和非等间距分布梯度数据的复杂情况,因此更适用于基于条纹反射术的波面测量。
三维面形测量 条纹反射 镜面测量 梯度数据 3-D shape measurement fringe reflection specular surface measurement gradient data
