基于空間載波相移的激光散斑測量系統(tǒng).pdf

1、數字散斑干涉技術(Digital Speckle Pattern Interferometry/DSPI)是一種對非光滑表面物體進行無損、全場、高精度的光學干涉測量技術。它集合了多項近現(xiàn)代出現(xiàn)的先進技術，包括了激光技術、電子技術、計算機技術、圖像處理技術、精密測試技術等等諸多現(xiàn)代技術。它目前已經被成功應用于航空航天、汽車、生物醫(yī)學等諸多領域。相移技術作為相位細分技術中的重要分支已經被廣泛運用于數字散斑測量技術之中。然而目前通用的基于時間

2、相移技術的散斑干涉測量系統(tǒng)由于無法通過單一時刻測量信息解算物體相位信息，因此不能對動態(tài)變化的物體進行形變測量，無法滿足工業(yè)測試中對動態(tài)物體的測量需求。本文課題來源于國家自然科學基金項目(51075116)，研究了基于空間載波相移的數字散斑快速測量系統(tǒng)及其關鍵技術，可以實現(xiàn)動態(tài)變形的測量;論文對傳統(tǒng)時間相移技術與空間載波相移技術進行了分析比較并進行實驗驗證;對數字散斑干涉圖像的后續(xù)處理、相位測量中的各種關鍵算法進行了研究與比較，并編寫了數

3、字散斑干涉系統(tǒng)軟件。為后續(xù)動態(tài)測量系統(tǒng)集成化、實用化打下了良好的研究基礎。
　　論文的主要研究工作包括:
　　1、依據數字散斑干涉測量系統(tǒng)原理及被測物特性，組建了基于空間相移技術測量動態(tài)變形物體的數字散斑干涉動態(tài)測量系統(tǒng)，并完成了實驗系統(tǒng)器件選擇與搭建。同時將其與基于時間相移技術測量靜態(tài)或準靜態(tài)變形物體的數字散斑干涉靜態(tài)測量系統(tǒng)進行了比較，分析了各自優(yōu)劣。
　　2、研究了數字散斑干涉圖像處理的關鍵技術，主要包括兩種相移

4、技術的相位解算方法、合適的相位圖濾波算法、各類相位解包裹算法的適用范圍與應用效果等。
　　3、基于Windows的Visual Studio2010平臺結合MIL圖像采集庫與OpenGL圖像圖形庫，采用C++語言編寫了一套完整的數字散斑干涉測量軟件。能同時支持空間載波相移技術與時間相移技術，在滿足動態(tài)物體測量的同時兼顧靜態(tài)物體高精度測量。實現(xiàn)了從采集到處理最終輸出及三維重構的一系列過程。
　　4、利用所搭設實驗測量系統(tǒng)及編寫