基于数字微镜的位相测量轮廓术

【摘要】： 光学三维传感是一个重要的研究领域，其中采用结构照明的三维传感方法，包括位相测量轮廓术(PMP)、傅立叶变换轮廓术(FTP)、调制度测量轮廓术等近年来受到了极大的重视。数字微镜器件(DMD)及数字光处理技术(DLP)作为实时空问光调制器在光学信息处理和光学三维传感领域具有广泛的应用前景。本文重点研究了采用数字微镜作为结构照明的位相测量轮廓术，分析了数字微镜的时空特性、强度和颜色传递特性，提出高精度和快速测量的方法。所取得的主要研究结果包括： 1、对DMD的时空特性进行了系统分析，重点讨论了时空特性对结构照明型三维传感应用的影响，通过实验验证了分析结果的正确性。 2、提出了基于DMD位相测量系统的调制传递函数概念，并在此基础上提出了正确获取正弦光栅的实时自适应校正方法，大大提高了测量的精度和自动化程度。 3、提出了基于数字微镜三色投影的快速三维测量新方法。新方法无需相移装置，无相移误差，只需投出去一互相错相120度的红绿蓝三色正弦光栅合成条纹图，且仅需采集一幅彩色变形条纹图像，采用图像解码技术便可获取三维数据。 4、研究开发出了一种采用数码相机获取条纹图像的高分辨率PMP测量系 四川大学博士论文 摘要 统，大大提高了三维数据的解析度，有利于减少位相展开的极点，提高了PMP 测量精度，并应用于井底模式测量、人体心脏标本测量等，具有很强的实用性。 5、从实用性出发，对基于数字微镜的位相测量装置进行了仪器化设计考虑。