同心圆光栅驱动的高效三维测量系统及其精度验证

本文主要探讨了一种创新的三维测量系统——基于同心圆光栅的广义远心三维测量系统，它是在2012年由韩仲卿和杨圣在《应用光学》期刊上发表的研究论文。该系统的设计初衷是为了满足条纹投影法在简化系统模型、减少运算量以及有效控制误差扩散等方面的需求。系统的关键在于采用菲涅尔透镜与投影仪配合，产生平行光线，构建出线性投影模型，这样大大降低了复杂的运算负担。 同心圆光栅在这个系统中起到了核心作用，其特性使得可以并行处理多个测量点，显著提高了测量效率。通过傅里叶变换，系统能够获得物体高度调制的初始相位信息，这一步骤避免了繁琐的解相过程，从而有效地抑制了误差的累积。值得注意的是，整个系统只需要进行一次系统参数标定，大大减少了标定步骤，提高了测量精度。 实验结果显示，即使对于最大高度为20毫米的物体，测量的最大误差仅为0.23毫米，相对误差仅1.15%，这显示了系统的高精度和稳定性。这项研究对于医学图像处理、三维重构和建模等领域具有重要的实际应用价值，特别是在需要精确测量和减小误差的应用场景中。 论文的关键词包括三维重构、远心三角测量、同心圆光栅、菲涅尔透镜和系统标定，这些关键词揭示了研究的核心技术和方法。这篇论文不仅提供了一种新的三维测量方法，还展示了如何通过技术创新来提高测量精度和效率，对光学工程和相关领域的发展有着积极的推动作用。