基于線陣CCD的傅里葉變換輪廓術(shù)的應用研究.pdf

1、光學三維測量因其測量速度快、非接觸、精度高、適應性強及易于與計算機相結(jié)合進行自動化測量等優(yōu)勢，已在機器視覺和工業(yè)自動檢測等領(lǐng)域廣泛應用。在諸多光學三維面形測量方法中，傅里葉變換輪廓術(shù)（簡稱FTP）只需分別采集一幀參考條紋圖和變形條紋圖就能恢復出三維物體面形信息，因而該方法常用于物體動態(tài)過程的測量。
　　針對普通面陣CCD相機采集速度和成本的限制，本文將具有高采樣速率的線陣CCD相機與高測量速度的FTP技術(shù)相結(jié)合，設計了適用于物體動

2、態(tài)過程的測量系統(tǒng)，重點研究了測量原理，討論了系統(tǒng)設計中所涉及的關(guān)鍵問題，并將該測量系統(tǒng)應用于一些典型物體動態(tài)過程的實際測量中。研究內(nèi)容簡述如下:
　　1.針對線陣CCD相機一維采樣方式的特殊性，討論了基于線陣CCD的傅里葉變換輪廓術(shù)動態(tài)測量基本原理，為后期實驗奠定理論基礎(chǔ);
　　2.討論了基于線陣CCD的FTP動態(tài)測量系統(tǒng)的設計和標定方法。重點分析了實驗系統(tǒng)的參數(shù)選擇，并在此基礎(chǔ)上提出了本測量系統(tǒng)的具體設計方案。最后對測量系

3、統(tǒng)進行了高度方向的標定;
　　3.搭建了物體動態(tài)過程測量系統(tǒng)，將基于線陣CCD的FTP技術(shù)應用到實際物體動態(tài)過程測量中。本文主要將該技術(shù)應用于對振動中的角鐵和音叉的測量，實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)測量的最大振動頻率可達700Hz，系統(tǒng)誤差為0.321Hz;本系統(tǒng)還應用于處于轉(zhuǎn)動過程的物體和緩慢變化的氣球泄氣過程的測量，并得到了滿意的結(jié)果;最后，將動態(tài)三維測量方法應用到流場研究中，針對人眼不能分辨的氣流場動態(tài)變化過程進行測量，為氣動光學領(lǐng)