光纤变频投影法提取物体轮廓术

论文摘要

三维轮廓测量技术广泛应用于产品质量控制、工业在线检测、机器视觉、实物仿形、医学诊断、地质勘探、计算机辅助设计与加工等许多方面。光学投影式三维轮廓术以其非接触、高速度、高精度、大数据量等一系列优点而日益受到人们的重视，其中包括莫尔轮廓术，位相测量轮廓术和傅里叶变换轮廓术等重要方法。基于位相测量轮廓术(PMP)和傅里叶变换轮廓术(FTP)的理论，本论文主要研究一种利用光纤变频投影提取物体轮廓的新方法。它是一种通过改变光纤出射端间距来改变干涉条纹的空间频率，然后通过傅里叶变换提取相位，从而实现物体三维轮廓测量的新方法。根据理论需求设计并制作一种多功能光纤投影器，利用MATLAB平台，从理论和实验两方面证明了光纤变频投影法提取物体轮廓的可行性，并对不同形状物体的测量结果进行分析和讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 三维测量技术分类
• 1.2.1 接触式测量方法
• 1.2.2 非接触式测量方法
• 1.3 三维轮廓测量中研究难点热点及未来发展趋势
• 1.4 本课题主要研究方案和研究内容
• 第2章 光纤莫尔干涉理论
• 2.1 莫尔现象的基本理论
• 2.1.1 莫尔条纹的形成
• 2.1.2 莫尔条纹的种类和性质
• 2.2 光纤干涉与莫尔现象
• 2.2.1 光纤干涉原理
• 2.2.2 双光纤出射光场的干涉
• 2.3 莫尔轮廓术
• 2.3.1 莫尔轮廓术的类型
• 2.3.2 光纤莫尔轮廓术
• 2.4 本章小结
• 第3章 相位测量轮廓术（PMP）
• 3.1 相位测量轮廓术（PMP）原理
• 3.2 相位计算与展开
• 3.2.1 相位计算
• 3.2.2 相位展开
• 3.3 高度计算
• 3.4 相位测量轮廓术（PMP）特点
• 3.5 本章小结
• 第4章 傅里叶变换测量轮廓术（FTP）
• 4.1 傅里叶变换测量轮廓术（FTP）基本原理
• 4.2 双频光栅投影的傅里叶变换轮廓术
• 4.2.1 双频光栅投影的傅里叶变换轮廓术原理
• 4.2.2 双频光栅投影的傅里叶变换轮廓术相位展开的算法
• 4.3 本章小结
• 第5章 光纤变频投影法提取物体轮廓术的理论研究
• 5.1 多功能光纤投影器设计
• 5.2 光纤变频投影法提取物体轮廓术理论
• 5.2.1 双光纤变频投影法提取物体轮廓术的理论基础
• 5.2.2 三光纤混频投影法提取物体轮廓术的理论基础
• 5.3 理论仿真与分析
• 5.3.1 双光纤变频投影法提取物体轮廓术
• 5.3.2 三光纤混频投影法提取物体轮廓术
• 5.4 本章小结
• 第6章 光纤变频投影法提取物体轮廓术的实验研究
• 6.1 系统设计与结构组成
• 6.1.1 LD光源
• 6.1.2 多功能光纤投影器制作
• 6.1.3 CCD图像采集系统
• 6.2 实验装置构建和调试
• 6.2.1 实验装置构建
• 6.2.2 实验调试
• 6.3 实验过程与分析
• 6.3.1 实验（一） 双光纤变频投影法提取物体轮廓
• 6.3.2 实验（二） 三光纤混频投影法提取物体轮廓
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢