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利用移相数字莫尔条纹检测三维物体形貌差异

曹斌  
【摘要】:随着计算机技术及现代光学检测技术的飞速发展,光学三维检测技术以其非接触、速度快、分辨率高、成本低等优点在产品质量检测、计算机辅助设计、医疗诊断等领域获得了广泛的应用。 现阶段对于三维形貌检测主要针对单个物体的研究,对于外观相似两个物体形貌差异的研究较少。本文以移相莫尔条纹法为基础,结合数字光栅投影技术、图像的识别平移,并对莫尔滤波合成法进行改进,提出利用移相数字莫尔条纹检测三维物体形貌差异的方法。该方法具有操作简单、检测速度快、精度高等特点,尤其是待测样品无需精确复位,降低了对检测环境的要求。 通过理论分析和实验,本文重点开展了以下4个方面的工作: 1、通过对待测样品和标准样品图像识别、平移等,使图像中待测样品与标准样品重合,实现待测样品在图像中虚拟复位,解决了待测样品实际复位的难题。 2、对莫尔滤波合成法进行改进,提出分别从待测样品变形栅和标准样品参考栅中减去待测样品和标准样品背景项,降低了滤波提取莫尔条纹的难度,扩展了莫尔滤波合成法的适用范围。 3、在待测样品虚拟复位的基础上,提出用标准样品参考栅替代移相莫尔条纹中的标准栅,实现三维物体形貌差异的检测。 4、构建三维物体形貌差异检测系统,利用MATLAB编写了相应的检测程序,通过模拟实验证明该方法具有较高的测量精度,实验验证了该方法的可行性。


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