何娜，王建华，商执亿

（西安工业大学 机电工程学院，陕西 西安 710021）

引言

线结构光三维检测技术因其无损伤、高效、高精度等优势[1-3]，被广泛应用于工业及科学的各项领域[4-5]。智能制造的不断精密化及批量化对三维检测精度及效率提出更高要求[6]，线结构光测量技术朝高分辨、高精度、大视场方向发展。

常见的线结构光测量系统一般使用激光或LED 作为测量光源。2017年，李文涛等人采用激光视觉方法进行钢轨截面磨损动态测量，并提出一种结合相机自动曝光、动态阈值分割法和Hessian矩阵的激光光条中心亚像素提取方法，测量结果表明钢轨轮廓尺寸偏差约为0.01 mm[7]。2019 年GUO Xiaozhong 等人为快速获取齿轮齿面三维形状信息，提出一种基于线结构光传感器和高精度气浮转台的三维点云测量系统，利用该系统测量模数为3 的6 级齿轮，所得总齿廓偏差为15.87 μm[8]。2020年，WU Xiaojun 等人提出一种高精度相机标定及激光平面标定的三维激光扫描系统，通过测试不同试件得出该方法的最小几何测量精度为18 μm[9]。以上研究均以线激光作为测量光源，激光的高相干性导致测量条纹散斑噪声明显[10-11]，光条中心提取误差大，检测精度难以提高。

2012年，夏灵林等人改造光切显微镜搭建线结构光显微测量系统，该系统使用光切显微镜自带的非相干LED 绿光光源，投影条纹边缘平整，测量精度可达亚微米级，工作距离4.206 mm，测量深度范围±10 μm，成像视场183 μm[12]。以显微镜作为成像物镜可达到较高分辨率，易实现高精度测量，但由于其分辨率与景深参数相互制约[13]且放大倍率过高，因而往往伴随着小景深及小测量范围，使用远心镜头则可在保持高分辨率的同时有效拓展景深[14]，更易实现高精度、大范围测量。……