摘要：投影栅相位法在现代三维测量技术中处于重要的地位，它就是利用投影系统将光栅投影到物体上，在经由物体高度对光栅相位进行调制，再通过计算机程序运行还原出物体的三维形貌。因其具有较高的测量精度、较快的测量速度、非接触性、便于实现自动化等优势，所以在日后的生产生活和实验探究方面将会有广泛的应用。本文主要基于投影栅相位法中的相位提取和相位展开进行了研究，阐述了常用的两种相位提取的方法，分析了三种相位展开算法，最后分析了在测量过程中存在的误差情况。55212

毕业论文关键词：投影栅相位法，提取相位，相位展开，误差分析

Abstract: Phase detection of projected grating have an important position in the modern three-dimensional measurement technology. It is using the projected grating projected onto the object surface to get the object height modulation of the phase information, then produce three-dimensional topography of the object by computer. Phase detection of projected grating have some advantage in high accuracy of measurement, measurement speed is quick，non-contact and easy to realize automation in social production. So it will have more applications and experimental research in social production in the future. This paper mainly studied the extraction and phase unwrapping phase that is based on phase detection of projected grating. At the same time, this paper expounds the common method of two phase extraction, three phase unwrapping algorithm is analyzed. Finally this paper analyzes error conditions in the process of measurement.

Key words: phase detection of projected grating, phase extraction, phase unwrapping, the error analysis 

目   录

1　绪论 1

1.1　引言 1

1.2　光学三维测量系统的介绍 1

1.3　光学三维测量的应用领域及发展趋势 3

2　投影栅相位法测量原理及方法 4

2.1　投影栅相位测量原理 4

2.2　常用的投影栅相位法 5

3　投影栅解相法和相位展开法的分析 9

3.1　引言 9

3.2　空间展开法 10

3.3　时间展开法 11

3.4　虚拟复合光栅法 11

4　投影栅测量结果的误差分析 13

4.1　引言 13

4.2　光学成像误差 13

4.3　计算方法误差 14

4.4　标定误差 14

4.5　图像噪声误差 14

4.6　照明误差 15

结论 16

参考文献 17

致谢 18

1　绪论

1.1　引言

随着光学、光电子学以及计算机科学的进步，光学三维测量技术得到了快速发展和广泛的应用，从上世纪八十年代以来人们对投影栅相位法的研究越来越多。投影栅相位法采用白光作为光源，克服了激光光源不易在生产生活中测量的缺陷，加速了精确三维测量系统的商品化，为其提供了发展的机遇。

同时市场经济的日益发展，也给三维测量技术带来全新的发展机遇。如今，产品的更新换代日新月异，人们的所需量也日益增长。这样的态势就必定要求一种相匹配的测量技术，基于这些原因光学式三维测量技术崛起了。传统的接触式测量本身受到很多因素的制约，包括测量参数的数量需求大，测量的范围有限，测量的误差也较大等，已经远远不能适应工业生产生活的需求。光学三维测量技术无需接触物体就可以获得物体的三维形貌而且测量精度较高、测量速度较快，同时还能自扫描，满足了现代测量的需求。