光學(xué)輪廓術(shù)

第1章 緒論1
1.1 概述1
1.2 光學(xué)輪廓術(shù)回顧2
1.3 非相干光學(xué)輪廓測量系統(tǒng)的組成8
1.3.1 光源和光學(xué)投影系統(tǒng)10
1.3.2 圖像采集系統(tǒng)12
1.3.3 機(jī)械、電控系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)15
第2章 二維及二維半光學(xué)輪廓測量技術(shù)27
2.1 概述27
2.2 二維輪廓測量技術(shù)28
2.2.1 圖像預(yù)處理算法28
2.2.2 圖像邊緣檢測與提取算法32
2.2.3 標(biāo)定算法33
2.2.4 輪廓曲線擬合算法38
2.2.5 誤差分析42
2.3 二維半層去圖像法測量技術(shù)43
2.3.1 層去圖像法測量系統(tǒng)的工作原理44
2.3.2 層去圖像法測量系統(tǒng)的技術(shù)要求45
2.3.3 層去圖像法測量系統(tǒng)的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)46
2.3.4 層去圖像法測量精度的影響因素55
第3章 三維空間域圖像測量技術(shù)59
3.1 概述59
3.2 立體視差攝影測量法的原理60
3.2.1 立體視差測量系統(tǒng)60
3.2.2 改進(jìn)的直接線性變換算法63
3.2.3 實(shí)用的自動(dòng)立體攝影測量算法67
3.2.4 同名點(diǎn)坐標(biāo)的自動(dòng)求取方法68
3.3 實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)71
3.4 系統(tǒng)參數(shù)和精度分析83
第4章 光切法三維輪廓測量技術(shù)93
4.1 概述93
4.2 點(diǎn)結(jié)構(gòu)光測量原理94
4.3 光切法三維測量原理96
4.3.1 光切法基本測量原理96
4.3.2 光切360。三維輪廓測量原理98
4.3.3 測量精度及編碼失效現(xiàn)象98
4.3.4 雙三角并聯(lián)的光切法三維輪廓測量原理99
4.3.5 光切法三維測量系統(tǒng)的基本組成102
4.4 光學(xué)編碼與信息提取103
4.4.1 高斯光束柱面反射展成法生成線結(jié)構(gòu)光103
4.4.2 編碼信息提取107
4.5 測量系統(tǒng)的標(biāo)定108
4.6 激光線掃描三維形面測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)111
4.6.1 機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)112
4.6.2 基本測量方式及數(shù)據(jù)合成112
4.6.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)114
4.6.4 載物臺回轉(zhuǎn)中心的確定117
4.7 多視測量與數(shù)據(jù)拼接121
4.7.1 “三點(diǎn)法”測量與數(shù)據(jù)拼接的原理121
4.7.2 “三點(diǎn)法”測量數(shù)據(jù)拼接應(yīng)用實(shí)例124
4.8 影響測量性能的主要因素125
4.9 光切法三維輪廓測量127
4.9.1 測量系統(tǒng)簡介127
4.9.2 測量實(shí)例127
第5章 單頻光柵編碼的三維輪廓測量技術(shù)130
5.1 概述130
5.2 強(qiáng)度調(diào)制傅里葉變換相位測量130
5.2.1 相位與高度的關(guān)系132
5.2.2 離散傅里葉變換133
5.2.3 變形虛擬光柵圖的離散傅里葉變換134
5.3 強(qiáng)度調(diào)制變形光柵圖像的分析135
5.3.1 頻譜混疊和泄漏對解調(diào)的影響135
5.3.2 背景光和反射率對頻譜的影響136
5.3.3 待測物體高度分布對頻譜的影響136
5.4 單頻率強(qiáng)度調(diào)制的相位解調(diào)137
5.4.1 相位解調(diào)137
5.4.2 相位解調(diào)精度分析138
5.5 單頻光柵編碼的應(yīng)用實(shí)例139
第6章 變頻光柵編碼的三維輪廓測量技術(shù)143
6.1 概述143
6.2 雙頻光柵測量方法143
6.2.1 雙頻光柵編碼技術(shù)的原理143
6.2.2 虛擬復(fù)合光柵測量的原理及實(shí)驗(yàn)145
6.3 變頻光柵測量方法147
6.3.1 變頻光柵編碼技術(shù)的原理147
6.3.2 測量系統(tǒng)的標(biāo)定148
6.3.3 變頻光柵編碼技術(shù)150
6.4 AT0s光學(xué)掃描儀的工作原理與系統(tǒng)標(biāo)定152
6.4.1 ATOS測量系統(tǒng)的工作原理152
6.4.2 ATOS掃描頭的標(biāo)定方法153
6.4.3 掃描測量實(shí)例156
第7章 正弦結(jié)構(gòu)光編碼的三維輪廓測量技術(shù)158
7.1 概述158
7.1.1 空間條紋掃描相位檢測158
7.1.2 相移技術(shù)159
7.2 正弦結(jié)構(gòu)光編碼的莫爾條紋圖的形成與分析160
7.2.1 莫爾條紋圖的形成160
7.2.2 莫爾條紋圖的參數(shù)164
7.2.3 莫爾條紋輪廓166
7.2.4 莫爾條紋的傅里葉分析方法167
7.3 正弦結(jié)構(gòu)光測量物體三維輪廓的莫爾法173
7.3.1 陰影莫爾法174
7.3.2 相移陰影莫爾法178
7.3.3 投影莫爾法183
7.4 基于正弦結(jié)構(gòu)光編碼的相移三維物體面形測量技術(shù)185
7.4.1 概述185
7.4.2 基本原理186
7.4.3 光學(xué)結(jié)構(gòu)分析187
7.4.4 正弦光場的產(chǎn)生190
……
第8章 線性結(jié)構(gòu)光編碼的三維輪廓測量技術(shù)194
第9章 彩色光柵編碼的三維輪廓測量技術(shù)／240
參考文獻(xiàn)