基于移动漫射结构光源的镜面物体光学三维测量方法研究

镜面物体光学三维测量是工程中一个亟待解决的难题。本项目拟采用可移动的漫射结构光源，结合条纹投射技术和相位分析技术解决这一问题。项目方案采用移动平板结构光源替代了原有技术中的固定光源，可以获取多组物面位相分布，从而实现入射光线方向的直接追踪。物面点的空间坐标可以直接计算获得，避免了原有方法中存在的复杂的数值积分过程，同时也避免了累积误差。项目拟采用测量系统的逆向标定策略，通过对已知面形的标准镜面的测量，确定测量系统特征参数，有利于降低系统成本，简化系统标定操作，提高测量精度。平板结构光源的亮度非线性响应是影响测量精度的重要因素。本项目通过对条纹图像的统计分析，利用直方图匹配原理，可以实现非线性响应的自适应校正。项目利用多视角拼接技术可以有效地扩大被测量表面的面积和深度，从而为镜面反射物体的三维测量提供一个全新、高效、实用的新方法。研究结果可用于先进制造业中的逆向工程等目的。