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三维小视场成像系统

陈超 於燕琴 黄淑君 刘晓利 徐静 张宗华

陈超, 於燕琴, 黄淑君, 刘晓利, 徐静, 张宗华. 三维小视场成像系统[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 824002-0824002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0824002
引用本文: 陈超, 於燕琴, 黄淑君, 刘晓利, 徐静, 张宗华. 三维小视场成像系统[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 824002-0824002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0824002
Chen Chao, Yu Yanqin, Huang Shujun, Liu Xiaoli, Xu Jing, Zhang Zonghua. 3D small-field imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 824002-0824002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0824002
Citation: Chen Chao, Yu Yanqin, Huang Shujun, Liu Xiaoli, Xu Jing, Zhang Zonghua. 3D small-field imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 824002-0824002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0824002

三维小视场成像系统

doi: 10.3788/IRLA201645.0824002
基金项目: 

国家自然科学基金委员会与英国皇家学会合作交流项目(61311130138);国家自然科学基金(61171048);河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(15961701D);河北省高等学校高层次人才科学研究项目(GCC2014049);深圳大学省部重点实验室开放基金(GD201401);长江学者和创新团队发展计划(IRT1232)

详细信息
    作者简介:

    陈超(1987-),男,博士生,主要从事光学检测、条纹自动分析、三维成像及造型方面的研究。Email:504277543@qq.com

  • 中图分类号: TH741

3D small-field imaging system

  • 摘要: 研究了一套投影正弦光栅条纹,测量表面有大梯度或非连续结构等复杂形貌微小物体的三维测量系统。针对所测量物体大小,通过将体视显微镜、相机和投影仪组合,研制了具有较小视场的条纹投影系统。软件产生具有最佳条纹个数的三组正弦条纹图,每组包含四个彼此间有90相位移动的条纹。根据所测量物体表面颜色和纹理特性,选择投影系统的合适颜色通道投射软件所产生的正弦条纹序列到被测物表面。相机从另一角度获取经被测表面调制的变形条纹图。通过四步相移和最佳条纹选择方法分别计算得到折叠相位图和展开相位图。利用水平精密移动台定位一水平白板到几个已知位置,建立绝对相位和深度之间的关系,获得系统深度方向的数据。微小物体的三维形貌测量实验证明了所研制成像系统的可行性和准确性。
  • [1] Hu Hao,Liang Jin,Tang Zhengzong,et al.Calibration of stereo microscope measurement systems[J].Optics and Precision Engineering,2014,22(8):1985-1994.(in Chinese)胡浩,梁晋,唐正宗,等.显微立体视觉小尺度测量系统的标定[J].光学精密工程,2014,22(8):1985-1994.
    [2] Zhou Na,An Zhiyong,Li Yonghao.Large-sized three-dimensional profile measurement technology based on laser radar[J].Infrared and Laser Engineering,2011,40(20):2465-2468.(in Chinese)周娜,安志永,李咏豪.采用激光雷达的大尺寸三维形貌测量技术[J].红外与激光工程,2011,40(20):2465-2468.
    [3] Yin Yanhe,Qiao Yanfeng,Cai Sheng,et al.Application of cylindrical lenses in small angle measurement[J].Chinese Optics,2015,8(5):832-839.(in Chinese)殷延鹤,乔彦峰,蔡盛,等.柱透镜组在小角度测量中的应用[J].中国光学,2015,8(5):832-839.
    [4] Ming Anjie,Tan Zhenxin,Wu Jian,et al.Automatic testing system for multi-channel MEMS accelerometers based on virtual instrument technique[J].Infrared and Laser Engineering,2014,43(6):1955-1959.(in Chinese)明安杰,谭振新,吴健,等.基于虚拟仪器的多通道MEMS加速度计自动化测试系统[J].红外与激光工程,2014,43(6):1955-1959.
    [5] Wang Yang,Yan Changxiang,Hu Chunhui,et al.Non-contact rotation angle measurement system for scanning mirrors[J].Optics and Precision Engineering,2014,22(4):850-855.(in Chinese)王洋,颜昌翔,胡春晖,等.非接触式扫描反射镜转角测量系统[J].光学精密工程,2014,22(4):850-855.
    [6] An Dong,Chen Li,Ding Yifei,et al.Optical system model and calibration of grating projection phase method[J].Chinese Optics,2015,8(2):248-254.(in Chinese)安东,陈李,丁一飞,等.光栅投影相位法系统模型及标定方法[J].中国光学,2015,8(2):248-254.
    [7] Quan C,He X Y,Wang C F,et al.Shape measurement of small objects using LCD fringe projection with phase shifting[J].Optics Communications,2001,189(9):21-29.
    [8] Petitgrand S.3D measurement of micromechanical devices vibration mode shapes with a stroboscopic interferometry microscope[J].Optics and Lasers in Engineering,2001,36:77-101.
    [9] Liu Xiao,Zhong Sidong,Sui Libin,et al.The research of 3D stereo measurement methods in small field[J].Journal of Engineering Graphics,2005,26(2):132-136.(in Chinese)刘笑,仲思东,隋莉斌,等.小视场环境下三维立体测量技术[J].工程图学学报,2005,26(2):132-136.
    [10] Zhang Z H,Towers C E,Towers D P.Time efficient color fringe projection system for 3-D shape and color using optimum 3-frequency interferometry[J].Optics Express,2006,14(14):6444-6455.
    [11] Zhang Z H,Zhang D P,Peng X,et al.Performance analysis of a 3-D full-field sensor based on fringe projection[J].Optics and Lasers in Engineering,2004,42(3):341-353.
    [12] Zhang Z H,Huang S J,Meng S S,et al.A simple,flexible and automatic 3D calibration method for a phase calculation-based fringe projection imaging system[J].Optics Express,2013,21(10):12218-12227.
    [13] Zhang Z H,Ma H Y,Guo T,et al.Simple,flexible calibration of phase calculation-based three-dimensional imaging system[J].Optics Letters,2011,36(7):1257-1259.
  • [1] 何信欣, 刘斌, 王春柳, 吴冠豪.  用于高反表面测量的分块平滑自适应条纹投影方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20220825-1-20220825-14. doi: 10.3788/IRLA20220825
    [2] 杨静雯, 张宗华, 付莉娜, 李雁玲, 高楠, 高峰.  利用抖动算法扩展深度范围的三维形貌测量术 . 红外与激光工程, 2023, 52(8): 20230059-1-20230059-10. doi: 10.3788/IRLA20230059
    [3] 朱坡, 张宗华, 高楠, 高峰, 王张颖.  彩色高反光物体表面三维形貌测量技术 . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20220761-1-20220761-7. doi: 10.3788/IRLA20220761
    [4] 张宗华, 李雁玲, 高峰, 高楠, 孟召宗, 蒋向前.  面向结构光三维测量的相位展开技术综述(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(8): 20230126-1-20230126-23. doi: 10.3788/IRLA20230126
    [5] 王张颖, 张宁宁, 高楠, 李奎, 孟召宗, 张宗华.  基于单色条纹投影的高动态范围物体表面形貌三维测量 . 红外与激光工程, 2023, 52(8): 20230327-1-20230327-9. doi: 10.3788/IRLA20230327
    [6] 李宏伟, 陈虹宇, 石天泽, 赵蓉, 柳鹏飞.  视场增强的平板艾里光片显微镜研究(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220354-1-20220354-8. doi: 10.3788/IRLA20220354
    [7] 张超, 袁群, 张佳乐, 冀翼, 高志山, 闫钧华.  白光显微干涉三维形貌测量中的移相误差校正方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20220050-1-20220050-8. doi: 10.3788/IRLA20220050
    [8] 朱其幸, 王道档, 卢毅伟, 孔明, 许新科.  双光纤点衍射干涉投影系统误差校正及优化 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210140-1-20210140-8. doi: 10.3788/IRLA20210140
    [9] 吴荣, 赵世丽, 赵洋, 谢锋云.  条纹投影用于不同景深物体的三维测量 . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220088-1-20220088-10. doi: 10.3788/IRLA20220088
    [10] 赵洋, 傅佳安, 于浩天, 韩静, 郑东亮.  深度学习精确相位获取的离焦投影三维测量 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20200012-1-20200012-8. doi: 10.3788/IRLA20200012
    [11] 王玉伟, 陈向成, 王亚军.  改进的双频几何约束条纹投影三维测量方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20200049-1-20200049-7. doi: 10.3788/IRLA20200049
    [12] 张钊, 韩博文, 于浩天, 张毅, 郑东亮, 韩静.  多阶段深度学习单帧条纹投影三维测量方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20200023-1-20200023-8. doi: 10.3788/IRLA20200023
    [13] 李勇, 张广汇, 马利红, 应晓霖, 姚建云.  条纹投影动态三维表面成像技术综述 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303005-0303005-13. doi: 10.3788/IRLA202049.0303005
    [14] 张宗华, 刘小红, 郭志南, 高楠, 孟召宗.  基于结构光的镜面/漫反射复合表面形貌测量 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303015-0303015-7. doi: 10.3378/IRLA202049.0303015
    [15] 张启灿, 吴周杰.  基于格雷码图案投影的结构光三维成像技术 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303004-0303004-13. doi: 10.3788/IRLA202049.0303004
    [16] 冯世杰, 左超, 尹维, 陈钱.  深度学习技术在条纹投影三维成像中的应用 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303018-0303018-17. doi: 10.3788/IRLA202049.0303018
    [17] 张宗华, 于瑾, 高楠, 孟召宗.  高反光表面三维形貌测量技术 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0303006-0303006-13. doi: 10.3788/IRLA202049.0303006
    [18] 赵亚龙, 刘守起, 张启灿.  GPU加速三维面形测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 317003-0317003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0317003
    [19] 刘东, 严天亮, 王道档, 杨甬英, 黄玮.  条纹投影与相位偏折测量技术研究进展 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917001-0917001(10). doi: 10.3788/IRLA201746.0917001
    [20] 李彪, 吴海涛, 张建成, 伏燕军.  正弦脉冲宽度调制条纹结合相位编码条纹的三维测量方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617006-0617006(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0617006
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-11
  • 修回日期:  2016-01-14
  • 刊出日期:  2016-08-25

三维小视场成像系统

doi: 10.3788/IRLA201645.0824002
    作者简介:

    陈超(1987-),男,博士生,主要从事光学检测、条纹自动分析、三维成像及造型方面的研究。Email:504277543@qq.com

基金项目:

国家自然科学基金委员会与英国皇家学会合作交流项目(61311130138);国家自然科学基金(61171048);河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(15961701D);河北省高等学校高层次人才科学研究项目(GCC2014049);深圳大学省部重点实验室开放基金(GD201401);长江学者和创新团队发展计划(IRT1232)

  • 中图分类号: TH741

摘要: 研究了一套投影正弦光栅条纹,测量表面有大梯度或非连续结构等复杂形貌微小物体的三维测量系统。针对所测量物体大小,通过将体视显微镜、相机和投影仪组合,研制了具有较小视场的条纹投影系统。软件产生具有最佳条纹个数的三组正弦条纹图,每组包含四个彼此间有90相位移动的条纹。根据所测量物体表面颜色和纹理特性,选择投影系统的合适颜色通道投射软件所产生的正弦条纹序列到被测物表面。相机从另一角度获取经被测表面调制的变形条纹图。通过四步相移和最佳条纹选择方法分别计算得到折叠相位图和展开相位图。利用水平精密移动台定位一水平白板到几个已知位置,建立绝对相位和深度之间的关系,获得系统深度方向的数据。微小物体的三维形貌测量实验证明了所研制成像系统的可行性和准确性。

English Abstract

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