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在物体的三维面型测量中,光栅移相测量技术以其高精度、非接触等优点成为当下热门研究课题。针对复杂形状物体的三维面型测量,我们建立了光栅投影三维面型测量系统;利用四步移相技术获得了与物体表面形貌有关的包裹位相。利用洪水填充算法建立了包裹位相展开的解包裹方法,编制了相应的计算程序。通过纵向移动平面物体,实现了系统标定,得到位相-高度的转换关系。利用光栅投影三维面型测量系统和相应的计算方法最大精度地完成了任意形状物体的三维面型测量。主要研究工作内容如下: (1)建立了光栅投影三维面型测量系统。利用光栅投影系统在被测物体表面形成与物体面型相关的变形光栅条纹,通过平移光栅获得位相为0,π/2,π,3π/2的四帧相移条纹图,CCD摄像机采集并存储这些条纹图像。 (2)编制了相应的计算程序。利用洪水填充法展开包裹位相时,我们用折线选取感兴趣的展开区域的边界轮廓,将无法计算的断点用封闭折现选出不参与计算,避免了解包裹时常见的“拉线”现象,减小了由于断点带来的误差。 (3)建立了物体表面位相和高度的关系。利用标准平面对高度进行标定,建立起符合光路要求的位相-高度转换关系,当放入被测物体后可根据被测物体表面各点的位相值和位相-高度转换关系直接计算出高度值。 (4)实验结果和实际物体测量结果进行了比对。利用这一技术进行的测量和计算对任意形状物体的三维面型进行了考察,分析实验数据和实际物体的尺寸,获得了满意结果。这项技术可以应用在工业、医学、整形、人体模型等领域。