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《华中科技大学》 2011年
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近似无衍射栅型结构光的实现方法及相关理论研究

瞿丹  
【摘要】:本文结合无衍射理论和结构光的特性,研究了一种新的近似无衍射栅型结构光,这种结构光具有焦深长、线宽细、在一定范围内光场分布稳定、不随传播距离变化等特点,与传统的结构光照明相比,在测量精度、测量范围、以及结构的简单性与稳定性等方面有明显的优势,是一种适合光栅投影三维轮廓测量的优质光源,可以广泛应用于求逆工程、质量控制、生物工程、机器视觉,医疗诊断等领域,尤其在角膜三维轮廓的测量中具有很大的潜力。本文的主要工作如下: 提出了一种新的近似无衍射栅型结构光的概念及其实现方法—三角截面棱镜法,分别在干涉模式和衍射模式下对这种方法进行理论分析和计算,并对这种无衍射栅型结构光的光场分布进行了数值仿真。 对无衍射栅型结构光的实现系统进行ZEMAX建模,验证了该系统的可行性;根据理论和建模的指导组建实验系统,对实验结果进行图像处理和特性研究,与理论分析较为一致,证明了无衍射栅型结构光的无衍射性和栅型结构等特点。与其他结构光源相比较,说明了其应用于物体三维轮廓测量的优势。 对无衍射栅型结构的实现系统进行误差分析的理论研究和ZEMAX建模仿真,分别讨论了几种可能产生系统误差的情况,如光源斜入射、光源为球面波、棱镜底角误差、棱镜底角不对称误差和棱镜脊线加工误差等,给出了这些因素所产生的误差结果,对实验系统起修正和指导作用。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O436

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吴志伟;;产生宽测量区域低发散度栅型结构光的光学系统[J];光学学报;2013年09期
【参考文献】
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1 葛东东;王淮生;宋家友;;光栅投影三维轮廓测量技术分析及进展[J];上海电力学院学报;2005年04期
2 苏显渝,周文胜;采用罗奇光栅离焦投影的位相测量轮廓术[J];光电工程;1993年04期
3 瞿丹;周莉萍;徐龙;陈良洲;干江红;;一种新型近似无衍射栅型结构光及其实现方法[J];光电工程;2010年09期
4 张文,周莉萍,徐龙;一种无衍射结构光研究[J];光学仪器;2005年02期
5 吴健;一种新的光束概念—无衍射光束[J];强激光与粒子束;1992年01期
6 卢晋人,黄元庆;激光三角法测量表面形貌[J];厦门大学学报(自然科学版);2004年01期
7 陈泽先,苏显渝;采用准正弦投影光场的三维面形测量系统[J];仪器仪表学报;1989年04期
8 葛坚;我国近五年青光眼临床与基础研究进展[J];中华眼科杂志;2005年08期
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1 张文;无衍射结构光理论及实现方法研究[D];华中科技大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 季长路,张家钰;激光基准信标仪中CPU及其控制原理的分析与设计[J];安徽机电学院学报;2000年02期
2 徐满平,周杰;MATLAB在二元光学元件设计中的应用[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2005年01期
3 赵岩,刘晓丽,孙诒丹;大学物理实验引入全息干涉技术定性观测温度场的变化[J];鞍山师范学院学报;2000年03期
4 颜树华,戴一帆,吕海宝,李圣怡;二元光学器件激光直写技术的研究进展[J];半导体光电;2002年03期
5 林晓春,郭艳艳,向健勇,郑亚娥;圆片表面薄膜应力传感器设计[J];半导体光电;2004年01期
6 赖建军,柯才军,陈四海,易新建;微透镜阵列的制作及其与图像传感器的集成[J];半导体光电;2004年03期
7 纪宪明,沐仁旺,韩良恺;用微光学技术制作位相型聚焦光栅[J];半导体光电;2004年05期
8 花世群;骆英;阮小霞;;小转角测量方法的改进[J];半导体光电;2008年01期
9 马宗峰;王纪强;罗光明;张朝阳;张春熹;欧攀;;全光纤相干激光雷达本振光功率优化[J];半导体光电;2009年02期
10 徐军;王焕钦;易洁羽;何德勇;赵天鹏;明海;谢建平;;单纵模VCSEL自混合多普勒测速传感系统的设计[J];半导体光电;2009年05期
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1 邓履璧;;量子物理光学[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
2 吴庆华;钟飞;夏明安;何涛;;光切法薄片零件在线厚度测量[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
3 梁旭;徐敏;王军华;李锦江;李旭峰;;折-衍光学镜片的单点金刚石车削与检测[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 梁雪驰;徐丹旸;李辛;;机载民用激光器性能综合测试设备研制[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
5 殷祖焘;胡宾鑫;;脉冲激光测距仪环境试验性能检测装置的研制[A];第一届中国微电子计量与测试技术研讨会论文集[C];2008年
6 李卫森;;衍射光学元件在激光雷达光学系统中的应用[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
7 龚勇清;刘智怀;高益庆;罗宁宁;李平贵;;一种二元光学元件阵列微芯模的工艺设计研究[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
8 苑云;陈斌;曾首义;;一种测量射弹作用后靶板形状的简易光刀法[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2007年
9 李刚伟;邱宗明;卢刚;;动态目标三维激光跟踪测量仪[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2002年
10 施玉书;高思田;卢明臻;崔建军;杜华;;新型纳米级倍光程激光干涉系统[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
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1 饶丰;基于个性化眼模型的人工晶体设计及其特性研究[D];南开大学;2010年
2 张梅;基于个性化眼光学结构的人眼色差的研究[D];南开大学;2010年
3 牛爽;全景环带凝视成像光学系统的研究与应用[D];浙江大学;2010年
4 李建华;基于三角原理的森林测高器研制与应用[D];山东农业大学;2011年
5 郑建洲;高功率激光靶面均匀辐照技术的研究[D];大连理工大学;2011年
6 王伟伟;热休克蛋白47在大鼠结膜滤过泡瘢痕化过程中的作用及其作用机制的研究[D];北京协和医学院;2011年
7 张益昕;基于计算机视觉的大尺度三维几何尺寸测量方法及应用[D];南京大学;2011年
8 李季平;基于数字图像处理的叶片三维大位移测量研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 康岩辉;阿伏伽德罗常数测量中硅球直径测量的若干关键问题研究[D];天津大学;2009年
10 王涛;基于光栅投影模式的三维形貌快速测量系统的研究[D];天津大学;2010年
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1 何帅;动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 饶玉芳;无掩模光刻系统的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
3 黄长辉;金属材料断口三维形貌检测与表征分析[D];南昌航空大学;2010年
4 于虎;基于LMS的数字煤场系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
6 张恩政;基于双频干涉的直线度及其位置测量方法研究[D];浙江理工大学;2010年
7 陈军;测量不确定度在基础实验中的应用研究[D];山东农业大学;2010年
8 韩宏颖;体积衍射光学元件的标量衍射数组分析[D];辽宁师范大学;2010年
9 林柏松;通窍明目Ⅳ号对原发性闭角型青光眼不同干预措施下的视神经保护的疗效观察[D];黑龙江中医药大学;2010年
10 于双;彩色梯形相移强度比三维测量方法[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 瞿丹;周莉萍;徐龙;陈良洲;干江红;;一种新型近似无衍射栅型结构光及其实现方法[J];光电工程;2010年09期
2 戴美玲;杨福俊;杜晓磊;何小元;;基于单幅彩色正弦光栅投影的三维形貌测量[J];光学学报;2011年07期
3 胡路遥;达飞鹏;王露阳;;一种针对彩色物体的光栅投影三维测量方法[J];光学学报;2012年02期
4 董富强;达飞鹏;黄昊;;基于S变换的改进窗口傅里叶三维测量法[J];光学学报;2012年05期
5 罗刚银;唐玉国;乔培玉;王弼陡;贾赞东;徐重;;结构光数字栅线法对物体三维形貌的高精度测量[J];光谱学与光谱分析;2012年09期
6 干江红;周莉萍;陈良洲;徐龙;;新型无衍射栅型结构光投影系统[J];华中科技大学学报(自然科学版);2011年05期
7 何光宏;王小勇;马全之;;位相法三维形貌测量数值模拟系统[J];激光杂志;2011年01期
8 曾祥军;霍金城;吴庆阳;;线结构光三维测量系统扫描方向的标定[J];中国激光;2012年01期
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1 干江红;基于无衍射光投影的三维形貌精密测量及应用[D];华中科技大学;2012年
【二级参考文献】
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1 赵达尊,方俊永;波动光学应用于成像光学系统装配公差的确定[J];北京理工大学学报;2003年04期
2 高浩军,杜宇人;中值滤波在图像处理中的应用[J];电子工程师;2004年08期
3 蒋向前,L.Blunt;三维表面测量的发展[J];工程设计;2000年04期
4 陈文静,苏显渝;提高Fourier变换轮廓术测量精度的新方法[J];光电工程;2002年01期
5 徐建强,王蕴珊;大曲率表面物体形貌的光学检测方法研究[J];光电子·激光;1998年04期
6 滕永富;双棱镜干涉实验中条纹的形状、间隔和可见度[J];高师理科学刊;1999年01期
7 陈晓荣,蔡萍,施文康;光学非接触三维形貌测量技术新进展[J];光学精密工程;2002年05期
8 周莉萍,赵斌,李柱;无衍射光束理论与实现[J];光学精密工程;1997年04期
9 许庆红,钟约先,由志福;光栅投影轮廓测量的系统标定技术[J];光学技术;2000年02期
10 阳道善,陈吉红,周会成;线结构激光-机器视觉三角测量光路设计[J];光学技术;2001年02期
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1 张文;无衍射结构光理论及实现方法研究[D];华中科技大学;2005年
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1 余飞鸿;结构光三维物体面形实时测量系统[J];光子学报;1994年06期
2 尤政,胡庆英,罗维国;一种多用途结构光传感器[J];仪表技术与传感器;1997年08期
3 周新民;《结构光性矿物学》评介[J];地质科学;1989年03期
4 施倪承;《结构光性矿物学》简介[J];地质科技情报;1990年02期
5 冯文灏,樊启斌,李欣;基于激光经纬仪的结构光摄影测量原理探讨[J];测绘学报;1995年01期
6 张剑清,郑莉;基于结构光的不规则工业钣金件三维曲面重建[J];地理空间信息;2004年06期
7 王崇岳,徐科;基于结构光图像法和阈值法的连铸坯定重剪切方法[J];中国科技信息;2005年01期
8 张文,周莉萍,徐龙;一种无衍射结构光研究[J];光学仪器;2005年02期
9 朱升成,王昭,赵宏;结构光和显微术相结合实现光学层析[J];西安交通大学学报;2004年05期
10 屠大维;基于偏振位相调制的位相轮廓测量[J];光学技术;1997年06期
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3 张广军;贺俊吉;;基于圆结构光的内表面三维视觉检测模型[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
4 冯文灏;李欣;;基于3旋转自由度激光经纬仪的结构光工业测量原理与应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
5 王建民;孔令富;范通让;侯爽;;结构光三维视觉检测[A];2005年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2005年
6 朱荣刚;戴强;李建欣;朱日宏;;虚条纹相移算法在结构光三维测量中的应用[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
7 王洪柱;丁克勤;李娜;张旭;黄冬林;;微焊道表面光电成像检测光路设计[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 单鹂娜;于晓洋;傅晓;吴海滨;陈德运;;格雷码结合梯形相移的灰度编码光三维测量研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
9 王震;戴宁;程筱胜;廖文和;;基于格雷码-相移技术的光学三维测量系统[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
10 邹春华;张坚琳;张华;;水下焊缝结构光传感器折射问题研究[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
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1 陈建辉;城市分布的对称性规律 (上)[N];经济日报;2004年
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3 ;城市传输网的未来[N];中国计算机报;2002年
4 李瀛寰;瑞通三大技术提升城域网[N];中国计算机报;2002年
5 ;基于激光经纬仪的工程剖面测量方法研究[N];中国测绘报;2000年
6 张辉 记者 彭溢;我省公路路面检测国际领先[N];黑龙江日报;2010年
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1 李冠楠;直齿圆柱齿轮渐开线齿廓的结构光视觉测量技术[D];吉林大学;2014年
2 孙晓明;基于结构光的公路路面裂缝检测关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 陈建玲;结构光照明超分辨微分干涉相衬显微成像技术[D];华中科技大学;2013年
4 金刚;三维扫描仪中三维信息获取理论与技术研究[D];华中科技大学;2002年
5 喻擎苍;基于符号M阵列二值结构光的三维检测方法的研究[D];浙江大学;2007年
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2 张圆;圆结构光视觉检测系统标定方法的研究[D];北京化工大学;2010年
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7 刘鹏;水下结构光三维探测中的关键技术研究[D];中国海洋大学;2012年
8 沈烨钦;基于十字线结构光的自由曲面工件表面信息提取方法研究[D];浙江理工大学;2014年
9 王剑涛;基于结构光的模型获取技术研究及实现[D];上海交通大学;2010年
10 李明;结构光三维测量系统建模与标定技术的研究[D];长春理工大学;2012年
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