基于空間載波相移的激光散斑測量系統(tǒng).pdf

1、數(shù)字散斑干涉技術(shù)(Digital Speckle Pattern Interferometry/DSPI)是一種對非光滑表面物體進(jìn)行無損、全場、高精度的光學(xué)干涉測量技術(shù)。它集合了多項(xiàng)近現(xiàn)代出現(xiàn)的先進(jìn)技術(shù)，包括了激光技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)、精密測試技術(shù)等等諸多現(xiàn)代技術(shù)。它目前已經(jīng)被成功應(yīng)用于航空航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。相移技術(shù)作為相位細(xì)分技術(shù)中的重要分支已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于數(shù)字散斑測量技術(shù)之中。然而目前通用的基于時(shí)間

2、相移技術(shù)的散斑干涉測量系統(tǒng)由于無法通過單一時(shí)刻測量信息解算物體相位信息，因此不能對動(dòng)態(tài)變化的物體進(jìn)行形變測量，無法滿足工業(yè)測試中對動(dòng)態(tài)物體的測量需求。本文課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51075116)，研究了基于空間載波相移的數(shù)字散斑快速測量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變形的測量;論文對傳統(tǒng)時(shí)間相移技術(shù)與空間載波相移技術(shù)進(jìn)行了分析比較并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;對數(shù)字散斑干涉圖像的后續(xù)處理、相位測量中的各種關(guān)鍵算法進(jìn)行了研究與比較，并編寫了數(shù)

3、字散斑干涉系統(tǒng)軟件。為后續(xù)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)集成化、實(shí)用化打下了良好的研究基礎(chǔ)。
　　論文的主要研究工作包括:
　　1、依據(jù)數(shù)字散斑干涉測量系統(tǒng)原理及被測物特性，組建了基于空間相移技術(shù)測量動(dòng)態(tài)變形物體的數(shù)字散斑干涉動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)，并完成了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)器件選擇與搭建。同時(shí)將其與基于時(shí)間相移技術(shù)測量靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)變形物體的數(shù)字散斑干涉靜態(tài)測量系統(tǒng)進(jìn)行了比較，分析了各自優(yōu)劣。
　　2、研究了數(shù)字散斑干涉圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括兩種相移

4、技術(shù)的相位解算方法、合適的相位圖濾波算法、各類相位解包裹算法的適用范圍與應(yīng)用效果等。
　　3、基于Windows的Visual Studio2010平臺(tái)結(jié)合MIL圖像采集庫與OpenGL圖像圖形庫，采用C++語言編寫了一套完整的數(shù)字散斑干涉測量軟件。能同時(shí)支持空間載波相移技術(shù)與時(shí)間相移技術(shù)，在滿足動(dòng)態(tài)物體測量的同時(shí)兼顧靜態(tài)物體高精度測量。實(shí)現(xiàn)了從采集到處理最終輸出及三維重構(gòu)的一系列過程。
　　4、利用所搭設(shè)實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)及編寫