王永红，包凤卿，张 肖，赵琪涵，陈维杰，闫佩正

（合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009）

引言

随着工业和制造业的飞速发展，准确获取物体的三维变形信息日益成为汽车工业、先进装备制造以及航空航天等国民经济重要领域的迫切需要。虽然传统的接触式测量方法操作简单，但是存在损伤物体表面、测量速度慢等缺点[1-3]。因此光学非接触式测量方法以其全场、非接触、高精度、高灵敏度等优点在三维变形测量领域被广泛应用[4-8]。在这些技术中，数字散斑干涉技术（digital speckle pattern interferometry，DSPI）作为一种发展成熟的全场非接触式三维变形测量方法，其测量灵敏度可以达到几十纳米，从而日益成为三维变形测量领域中不可替代的重要技术[9-13]。

早在上世纪70年代，就有学者提出了用散斑作为一种信息载体来测量粗糙表面的变形情况的散斑干涉技术[14-15]。上世纪80年代，随着计算机技术和图像处理技术的快速发展，数字技术开始与散斑干涉技术相结合，从而正式提出了数字散斑干涉技术的概念[16-17]。在变形测量方面，DSPI可以测量面外位移分量w（z坐标方向上的位移）或面内位移分量u（在x坐标方向上的位移）或v（在y坐标方向上的位移）。而在三维变形测量方面，使用不同的面内面外测量光路的组合，存在不同的三维散斑干涉测量（three-dimensional digital speckle pattern interferometry，3D DSPI）系统[18-25]。

本文详细介绍了不同的3D DSPI系统，结合国内外的最新研究成果对每种系统的优缺点进行了比较分析，并展望了3D DSPI在三维变形测量领域的发展趋势。……