为了使用高频条纹实现对物体三维形貌高精度快速测量, 提出了一种利用双频外差和时空相位展开实现三维测量的方法。该方法仅投影两套高频条纹图片, 利用双频外差方法计算出一个频率较低的截断相位分布, 经空间相位展开得到其对应的连续相位, 用于指导高频条纹截断相位展开, 获得三维重建需要的绝对相位分布。该方法对双频外差后的低频截断相位上进行空间相位展开, 降低了空间相位展开难度, 增加了双频条纹投影三维测量的适用范围。实验结果表明该方法的STD误差为0.06 mm。该方法利用两套高频正弦条纹、不增加投影第三个频率条纹图的情况下, 实现了高精度快速三维形貌测量。
三维形貌测量 条纹投影 相位展开 双频外差 空间相位展开 3D shape measurement fringe projection phase unwrapping dual-frequency heterodyne Spatial-temporal phase unwrapping
1 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室，江西 南昌 330063
2 南昌航空大学 测试与光电工程学院，江西 南昌 330063
为了使用高频条纹进行一次外差完成相位解包裹，实现高精度测量，提出了双频外差结合相位编码的相位解包裹方法。首先，用两组正弦条纹获得两个包裹相位，进行外差处理得到外差相位；其次，相位编码条纹得到条纹级次后对外差相位展开；最后，由连续的外差相位对两个包裹相位进行展开，用最高频率的连续相位求得物体的相位信息。实验结果表明：RMS误差为0.038 mm。双频外差合成的周期不需要覆盖整个视场，打破了传统双频外差方法对频率选择的限制，可以用更高频率的条纹进行高精度测量。克服了相位主值误差对使用更高频率条纹进行高精度测量的局限性。
相位解包裹 相位编码 双频外差 条纹级次 phase unwrapping phase encoding dual-frequency heterodyne fringe order 红外与激光工程
2019, 48(9): 0913003
