潘玉玲，何光宏

(重庆大学 物理学院，重庆 400044)

物体的三维形貌测量是获取物体形态特征的一种重要手段，也是记录、比较、复制物体的基础。因而，物体的三维形貌测量技术在实际生活和生产领域中有着广泛的应用［1-4］。实现三维形貌测量的方法有很多，其中，基于光学原理的三维形貌测量方法与其他方法相比具有非接触性、高精度、可无损测量等优点，已成为目前最常用的测量方法。在光学测量中，全场图样投射技术已被广泛应用于许多领域［5］。该技术中投射的干涉图样可以是多种不同的图样，在这些图样中最常用的是正弦光栅［6］和洛奇光栅。

通过四步相移法解出的相位值被包裹在［-π，+π］中［7］，因而要得到正确的相位值则需要对其进行解包裹处理。对于相位解包裹已经提出了多种方法，大致可以分为整体法、区域分割法和路径跟踪法［8-10］。但在实际应用中，这些解包裹的方法在面对噪声干扰、断层、阴影区域等实际问题时，很难准确、高效地实现解包裹。

本文通过投影仪投射正弦光栅，采用四步相移法［11］得出每个像素点的包裹相位，再通过质量引导路径的解包裹方法对包裹相位进行解包裹处理，最后通过三维形貌重建得到所测物体的三维形貌图像。

1 三维形貌测量原理

1.1 四步相移法测量原理

如图1 四步相移法测量原理所示，C 点为CCD 摄像机的光学中心，P为投影仪，PC 两点间的距离为D。PC的连线平行于参考平面，且PC与参考平面之间的垂直距离为L。通过P 点的某光束与参考平面交于点A;当放上物体时，交于点H。……