CCD非线性效应对双频光栅三维面形测量的影响
2021-06-15乔闹生
中国光学 2021年3期
乔闹生,孙 萍
(1. 湖南文理学院 国际学院,湖南 常德 415000;2. 湖南省洞庭湖生态经济区协同创新中心,湖南 常德 415000;3. 湖南文理学院 数理学院,湖南 常德 415000;4. 成都信息工程大学 光电工程学院,四川 成都 610225;5. 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川 成都 6100054)
1 引 言
三维面形测量系统具有非接触、高精度、快速、自动化等优点,广泛应用于机械零件的在线质量检测、服装制作、医学诊断等领域[1-6],已在国内外取得了较多的研究成果[7-13]。但在测量过程中,CCD非线性效应会导致频谱混叠,从而影响三维面形的测量精度,在这方面不少学者开展了大量研究[14-19]。如杜永兆等[6]分析了CCD非线性效应导致频谱混叠的原因,提出了消除频谱混叠的方法。于杰[7]提出了一种用于相移点衍射干涉仪的加权最小二乘相位提取算法,完全避免了CCD的二阶响应非线性。苏轲等[8]采用最佳的加权滤波窗口减弱了CCD非线性引起的频谱混叠对测量的影响。
双频光栅投影的复杂物体三维面形测量应用广泛,研究意义重大[9-12]。如FU Y等[9]采用计算机编制双频光栅程序投射到测量对象上,经拼接得到目标图像,设计滤波器对高频和低频进行滤波,在低频相位差的基础上,计算出高频相位差,实现了三维轮廓测量。武迎春等[10]提出了一种包含两个调制频率的复合光栅投影方法,利用低频指导高频进行相位展开提高解相精度,降低了相邻载波通道中交流分量之间的傅立叶频谱重叠度。PENG K等[11]提出将双频光栅用于在线三维测量,在相位计算中避免了滤波过程中的有效信息损失,将被测物体的整个调制方式与像素匹配,提高了三维重建精度。……
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