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光学三维物体表面轮廓测量技术是信息光学的重要研究领域之一。光学三维轮廓测量由于其非接触性、高精度与高分辨率,在CAD/CAE、反求工程、在线检测与质量保证、医疗诊断、机器视觉等领域得到日益广泛的应用,被认为是最有前途的三维轮廓测量方法。本文围绕着将FTP法应用于大视场下三维物体表面轮廓测量的方法,从理论和实践两方面进行了深入研究,其具体内容如下: (1)查阅国内外相关文献资料,了解国内、外光学三维轮廓测量的研究动态,明确大视场测量中需要解决的问题。 (2)简要介绍了相位法的基本原理。分析比较了在频域内用矩形窗、哈明窗、凯塞窗三种窗函数进行滤波后解相的误差。针对噪声对相位展开的影响,在原有的相位展开算法基础上提出了基于多点的抗噪区域展开法。 (3)进一步研究了大视场下的标定方法。为适应大视场测量,对原有的高度Z标定算法进行了改进。针对位置XY标定中存在的问题,进行了改进,不仅使操作简便,而且提高了精度。本文还介绍了三维数据拼接的基本原理,研究了拼接标定的数据采集方案和拼接方法。根据实际测量的需要,提出了一种采用单CCD测量的三维数据拼接标定算法。 (4)建立了由LCD投影仪、CCD摄像机、图像采集卡、工作台和计算机等组成的系统硬件装置。软件系统包括:系统调整模块、标定模块、测量模块、数据采集模块、数据控制模块和数据显示模块。 (5)通过平面和圆柱体测量试验,验证了本系统的三维坐标测量精度和误差。并对引起该大视场三维测量系统的误差因素进行了综合分析,并提出了减小误差的措施。 (6)针对服装行业的需求进行人体测量,并在得到的三维点云数据的基础上提出了一套自动提取尺寸数据的方案。