书书书
第
30
卷
第
5
期
光
学
学
报
Vol.30
,
No.5
2010
年
5
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
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2010
文章编号:
02532239
(
2010
)
05134905
含镜面反射面形的傅里叶变换轮廓术
陈利娟
徐利华
(西南交通大学物理科学与技术学院,四川 成都
610031
)
摘要
对于反射光含镜面反射的物体而言,由于镜 面反 射的 存 在,将会 导致 图 像中 存在 许 多的 高亮 区。因 为镜 面
反射光强相对较强
,因此图像中高亮区镜面反射光会不 可避 免 地掩 盖漫 反 射光 场分 布 中的 相位 信 息,从而 导致 错
误的三维面形测量。从分析傅里叶变换轮廓术中光场的 偏 振特 性出 发,利 用光 学器 件 的滤 光作 用,结 合现 有傅 里
叶变换轮廓术和
Phon
g
光照模型,实现了含镜面反射的物体面形的三维测量。理论分析与实验结 果均证 明了 镜面
反射将影响调制光场的高度分布
,并且还证明了提出的 测量 方 法可 有效 消 除投 影光 源 造成 的高 反 光区 域,极 大 地
扩展了傅里叶变换轮廓术的测量领域。
关键词
表面光学;高光的消除;傅里叶变换轮廓术;镜面反射;
Phon
g
光照模型
中图分类号
TN247
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
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犃犗犛20103005.1349
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收稿日期:
20090601
;收到修改稿日期:
20090903
基金项目:西南交通大学基础研究基金(
2007B18
)资助课题。
作者简介:陈利娟(
1986
—),女,硕士研究生,主要从事信息光学方面的研究。
Email
:
maomao500240
@
126.com
导师简介:徐利华(
1974
—),男,博士,副教授,主要从事信息光学方面的研究。
Email
:
xulihua
@
home.sw
j
tu.edu.cn
1
引
言
光学三维传 感 由 于 其 具 有 非 接 触 性、精 度 高、
测量速度快以及自动化程度高等特点而得到广泛应
用
[
1
]
,比 如 实 时 测 量
[
2
]
、质 量 控 制、逆 向 工 程
[
3
]
和
CAD
/
CAM
等领域
[
4
]
。但是,现 有 技术主要 针 对的
是漫反射物体,而难以有效 地 测量具有 镜 面反射的
物体。例如现代工 业中的汽 车 制造业在 车 身、抛光
模具等具有镜面反 射 性质的表 面 需要高精 度 测量。
目前表面具有镜面反射性质的这类零件的测量一般
采用两种办法
[
5
]
:
1
)采用坐标 测 量机等接 触 式测量
设备,速度较慢;
2
)喷涂其表 面,改变其 反 射特性为
漫反射后用光学方法测量。机械测量方法由于其本
身的局限性很难在 工业现场 中 进行使用;喷涂表面
法尽管可改变物体 表面的反 射 特性,但 在 很多场合
下不能甚至无法进行物体表面喷涂
。
面形 测量过程中,含镜 面反射的物 体表面的镜
面反射光主要来源有 两个:
1
)环境光造 成 的镜面反
射光;
2
)投影光源造成 的 镜面反射 光。 本文将 重 点