光学三维形貌测量技术的分析和应用
光学三维测量技术及其应用
结构光辅助三维测量
利用投影装置投射编码结构光在 待测物体表面，用于获取得到物 体表面的三维结构分布。
投射条纹结构光场
投影
计算折叠相位
待测物体
计算展开相位
单视点深度图像三维重建
结构光辅助三维测量
激光跟踪仪
激光跟踪头发出的激光射到反射器 上，又返回到跟踪头，当目标移动 时，跟踪头调整光束方向来对准目 标。返回光束为检测系统所接收， 用来测算目标的空间位置。
可移动文物三维成像系统
三维结果：依次为实物、单面深度像、匹配多深度像、融合三维、彩色纹理显示
动态角测量系统
采用双目立体视觉方法，对于空间中的摆动角度构尺寸数字化快速检测装置
研制大面积、多区域的二维网格结构高精度快速自动化检测技术，同时研制出相应 的检测仪器，为试验筛等二维网格结构几何尺寸的高精度快速检测提供技术和装备。
扫描技术
利用彩色CCD对物体不同高度表面进行清晰成像，由Z轴扫描装置沿竖直 方向进行扫描，再根据XY二维平移平台得到视场内被测物体表面数据点的空 间三维坐标。
无限变焦扫描（Infinite Focus ，IF）
能获得密集的面形3D数据（x、y、z），方便量化表面参数；同时能 够得到表面的真实纹理和色彩信息，使测量更加准确和灵活。 属于光学非接触测量，可测量反射特性变化较大的材料表面。 可测量梯度较大，形状结构复杂的表面，最大可测80度倾角，纵向分 辨率可达10 nm。 可同时测量表面轮廓、形状及粗糙度等。
激光干涉测量 基本原理： 相干光干涉测量。迈克耳逊、索菲、马赫-泽德干涉仪……
测量口径: 150 mm 参考镜精度：≥λ/20 条纹分辨率：≥180条纹 测量重复性：优于λ/300
相移干涉测量法
三维光学测试系统应用技术研究
三维光学测试系统应用技术研究引言随着科技的不断发展，三维光学测试系统应用技术已经逐渐成为了工业生产和科学研究领域中不可或缺的重要技术之一。
三维光学测试系统可以对物体的形状、尺寸、表面粗糙度等进行高精度的测试和测量，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备、医疗器械等领域。
本文将对三维光学测试系统的应用技术研究进行探讨，以期能够更好地了解和应用这一重要的技术。
一、三维光学测试系统的原理和技术特点三维光学测试系统是一种利用光学原理和相关技术进行三维空间测量的系统。
其原理是通过测量相机接收到的物体表面光线的轨迹和数量，进而计算出物体表面的形状、尺寸和表面粗糙度等相关信息。
三维光学测试系统的技术特点主要包括以下几个方面：1. 高精度：三维光学测试系统具有高精度的优势，可以实现微米甚至纳米级别的测量精度，适用于对高精度要求的物体进行测量。
2. 非接触性：与传统的测量方法相比，三维光学测试系统采用非接触式测量，不会对被测物体造成损伤，且适用于对表面有特殊形状或脆弱物体进行测量。
3. 高效性：三维光学测试系统具有高效的特点，可以实现对大尺寸物体的快速测量和数据处理，提高生产效率。
二、三维光学测试系统的应用领域三维光学测试系统已经被广泛应用于众多领域，包括航空航天、汽车制造、电子设备、医疗器械等。
具体应用如下：1. 航空航天领域：在航空航天领域，三维光学测试系统可以应用于对飞机零部件的尺寸、形状和表面质量进行检测，确保零部件符合设计要求，提高飞行安全性。
2. 汽车制造领域：在汽车制造领域，三维光学测试系统可以用于汽车车身和零部件的尺寸和形状检测，还可以用于汽车外观质量检测，提高汽车质量和外观。
3. 电子设备领域：在电子设备领域，三维光学测试系统可以用于电子元件的尺寸和形状检测，还可以用于半导体芯片的制造和检测，确保电子设备的性能和质量。
4. 医疗器械领域：在医疗器械领域，三维光学测试系统可以用于医疗器械的尺寸和形状检测，确保医疗器械的安全性和有效性。
光学测量技术在三维重建中的应用研究
光学测量技术在三维重建中的应用研究一、绪论三维重建是近年来发展起来的一种新兴技术，它将物体的三维信息转化为数字化的计算机模型，以便更好地进行分析、设计和仿真等工作。
为了达到更高的精度和效率，光学测量技术作为一种新的非接触式测量手段被广泛应用于三维重建中。
本文将对光学测量技术在三维重建中的应用进行研究与分析。
二、光学测量技术概述光学测量技术是以光学原理为基础，通过检测光学信号，获取物体表面形态和位置信息的技术。
根据不同的测量目的和要求，光学测量技术可以分为多种形式，如激光测量、相位测量、投影式测量等。
其中，相位测量技术是一种基于干涉原理的测量方法，可以实现高精度的三维形态测量。
三、光学测量技术在三维重建中的应用1. 光栅投影式三维重建光栅投影是一种以干涉技术为基础的三维重建方法，其基本原理是将光栅模式投射到被测物体表面，透过反射或透射后重新投射到检测器上进行信号检测。
通过对光学信号的分析和处理，可以获得被测物体表面的三维信息。
光栅投影式三维重建具有非接触式、高精度、自动化程度高等特点，已广泛应用于工业检测、医学影像等领域。
2. 激光测量式三维重建激光测量技术是一种基于光电信号的三维测量方法，可以通过控制光源的位置和方向，获取被测物体表面的点云信息。
激光测量式三维重建具有高测量速度、高精度、可实现全自动化测量等优点，已被广泛应用于汽车制造、航空航天、机器人等领域。
3. 相位测量式三维重建相位测量式三维重建是一种以干涉技术为基础的非接触式三维测量方法，其主要原理是对被测物体表面的光场进行干涉分析，通过对光学相位的计算和处理，获得被测物体表面的三维形态信息。
相位测量式三维重建具有高精度、高灵敏度、可快速测量等特点，已被广泛应用于微细加工、生物医学等领域。
四、光学测量技术在三维重建中存在的问题及解决方法1. 环境干扰在实际应用中，光学测量技术受到环境因素的影响，如温度、湿度、气流等，会对测量精度和准确度产生不利影响。
浅谈光学三维测量技术
浅谈光学三维测量技术光学三维测量属于非接触式光学面形测量方法，能快速准确测量出物体的表面形状，被广泛地应用在机械、电影等领域。
文章概述了光学三维测量技术的分类，介绍了几种常见的光学测量技术及其在各个领域的应用。
标签：光学三维测量；三维激光扫描；面结构光光学三维测量是指运用光学方法获取物体表面的三维立体坐标的技术。
光学三维测量利用现代光学技术成就，结合光电子学、计算机图像处理等学科成就发展起来的一种先进测量技术。
1 光学三维测量的分类图1 光学三维测量技术分类图光学三维测量技术按测量原理可以分为摄影测量方法、结构光技术和光学干涉方法。
摄影测量法是基于多视角的非主动式测量方法。
在普通照明（阳光、日光灯）情况下，由摄像头获取多视角物体图像，利用计算机查找多幅图像的同态标记点，进而获得物体的表面形貌。
结构光技术通过不同宽度且明暗相间的结构光照射被测物体表面，获取到的经物体调制的图像，再经过计算获取物体的立体形貌信息。
光学干涉法是利用干涉原理进行测量，具有高精度、高分辨率等优点。
以下介绍几种常见的光学三维测量方法。
图2 三维激光扫描工作原理图三维激光扫描技术根据光学三角形测量原理，以激光作为光源，光电探测器接收反射光，通过对采集到数据进行计算得到物体的深度信息。
三维激光扫描仪包括发射器和接收器。
发射器射出一束脉冲激光，激光经过物体表面漫反射，沿相同路线射入接收器。
由脉冲激光发射到反射被接收的时间tL可计算出扫描点到扫描仪的距离值S。
扫描仪内精密测量系统获取每个激光脉冲的水平方向角α和垂直方向角度β。
依据上述数据计算出扫描点的三维空间坐标（XP、YP、ZP）[1]。
双目视觉技术属于摄影测量方法，是通过视差原理被动测量三维数据的技术。
双目视觉技术测量物体三维形貌的原理是，从两个或以上的视角去观察一个物体，获得多张不同视角下物体的二维图片，根据三角测量原理得出同一个像素点的坐标偏差，以此获得测量物体的三维形态。
三维光学测试系统应用技术研究
三维光学测试系统应用技术研究一、三维光学测试系统的原理和特点三维光学测试系统是通过光学镜头对被测物体进行扫描和成像，利用光学测量原理来获取被测物体的三维形貌和表面特征的一种测试技术。
与传统的接触式测量系统相比，三维光学测试系统具有以下的特点：1. 高分辨率：三维光学测试系统可以实现微米甚至纳米级的分辨率，能够捕捉到被测物体表面的微小细节和变化。
2. 高精度：由于采用了非接触式测量的方式，能够避免传统接触式测量系统中由接触误差引起的测量误差，具有更高的精度。
3. 多功能性：三维光学测试系统可以对不同形状和材质的物体进行测试，能够适用于多种复杂的测量场景。
4. 高效率：采用了自动化的扫描和成像技术，可以快速获取被测物体的三维形貌和表面特征，提高了测试效率。
5. 无接触式测量：避免了传统接触式测量中可能对被测物体造成的损伤，保护了被测物体的完整性。
二、三维光学测试系统的应用领域1. 航空航天领域：在航空航天领域，对于航空器件和发动机等部件的表面质量和形状精度要求非常高，三维光学测试系统可以帮助工程师对这些部件进行高精度的三维形貌和表面特征的测量。
2. 汽车制造领域：在汽车制造领域，对于汽车外观造型和零部件的精度要求也很高，三维光学测试系统可以帮助汽车制造商对汽车外观和零部件进行精确的测量和检验。
3. 电子器件领域：在电子器件领域，对于微型电子元件和电路板的制造和质量控制同样需要高精度的测试系统，三维光学测试系统可以帮助电子行业提高产品的质量和生产效率。
4. 医疗器械领域：在医疗器械领域，对于医疗器械的外形和表面特征的控制也非常严格，三维光学测试系统可以帮助医疗器械制造商对产品进行精确的质量检验。
5. 其他领域：除了上述几个领域之外，三维光学测试系统还可以应用于船舶制造、建筑工程、文物保护、地质勘探等各种领域的测试和检测工作。
三、三维光学测试系统的应用技术1. 光学测量方法：三维光学测试系统主要采用了相位测量和结构光投影两种主要的光学测量方法。
光学测量三维形貌的综述汇总
光学测量三维形貌的综述汇总光学测量三维形貌是一种非接触式的测量技术，可以实时且非破坏地获取物体表面的三维形貌信息。
这种测量技术在工业制造、医学、文化遗产保护等领域具有广泛的应用。
本文将综述光学测量三维形貌的原理、方法、应用以及未来的发展方向。
光学测量三维形貌的原理是基于光的散射与反射特性。
光线在物体表面的反射或散射会受到物体表面形貌的影响，通过测量光线的变化可以确定物体表面的形状和高度信息。
光学测量三维形貌的主要方法可以分为三种：三角法、光栅投影法和相位移法。
三角法是光学测量三维形貌最常用的方法之一、它基于三角形的几何关系，通过测量物体表面上多个点与光源之间的距离和角度，计算出物体表面的形状和高度信息。
这种方法简单直观，测量精度较高，适用于表面比较平整的物体。
光栅投影法是一种通过投射光栅纹影来测量三维形貌的方法。
它利用光栅的周期性纹理，在物体表面投射一组光栅纹影，通过测量光栅纹影的形变和位移，推导出物体表面的形状和高度信息。
这种方法适用于表面比较复杂的物体，如曲面和薄膜。
相位移法是一种通过测量光波的相位变化来计算三维形貌的方法。
它利用光的干涉原理，通过在物体表面上投射一组相干光束，并通过相位移的测量得到物体表面的高度信息。
这种方法具有测量精度高、适用范围广的优点，但需要复杂的光学系统和数据处理算法。
光学测量三维形貌在工业制造中有广泛的应用。
例如，在汽车制造中，可以用光学测量技术来评估车身的质量和精度；在航空航天制造中，可以利用光学测量技术来检测飞机表面的缺陷和变形；在电子制造中，可以通过光学测量技术对电路板和芯片进行形貌测量。
在医学领域，光学测量三维形貌也具有重要的应用。
例如，可以利用光学测量技术来测量人体的表面形貌，用于人体测量、假肢制造和医学成像；还可以利用光学测量技术对生物组织的表面形貌进行分析和诊断。
光学测量三维形貌的未来发展方向主要包括提高测量精度、扩展测量范围和提高测量速度。
随着光学技术、图像处理算法和计算机性能的不断提高，光学测量三维形貌的应用将更加广泛。
光学三维测量技术应用举例并解析
光学三维测量技术应用举例并解析
光学三维测量技术是一种通过光学原理和数学模型来测量物体三维形态和位置的技术，可以应用于很多领域。
以下是一些光学三维测量技术的应用举例：
1. 航空航天：光学三维测量技术可以用于飞机、火箭、卫星等的设计、制造和维护中。
例如，利用激光三角测量法和相移法可以快速测量飞机机翼、机身的形态尺寸和表面粗糙度；利用三维扫描仪可以对航空设备进行三维建模，方便进行数字化制造。
2. 汽车制造：光学三维测量技术可以应用于汽车设计、制造、测试和维护中。
例如，在汽车制造过程中，可以利用激光三角测量仪对车身各部位进行快速、高精度的三维测量，以保证车身的精度和稳定性；利用三维扫描仪可以对汽车零部件进行三维建模。
3. 医疗领域：光学三维测量技术可以用于医学成像、手术导航和矫形医疗等领域。
例如，在牙科矫形过程中，利用激光三角测量仪可以快速，准确地测量牙齿位置和尺寸，以确定矫形方案。
4. 文化遗产保护：光学三维测量技术可以应用于文化遗产保护，如对文物、建筑、遗址等进行三维测量和数字化保护。
例如，利用三维激光扫描仪可以对文物、
建筑等进行全面而精确的三维数字化保护，方便后续保护、修复和展示。
总之，光学三维测量技术是一种非常实用的测量技术，可以在各个领域得到广泛应用，为很多工作带来了便利和效率提高。
光学测量技术在工程领域中的应用
光学测量技术在工程领域中的应用光学测量技术是一种非接触、高精度的测量方法，广泛应用于工程领域。
它通过利用光的传播和反射原理，实现对物体尺寸、形状、表面质量等参数的测量和分析。
在工程领域中，光学测量技术具有重要的应用价值，可以提高工程项目的质量和效率。
一、三维形貌测量光学测量技术可以实现对工程物体的三维形貌进行精确测量。
传统的测量方法往往需要接触物体表面，而光学测量技术可以实现非接触式测量，避免了对物体的损伤。
通过利用激光扫描仪或光学投影仪等设备，可以获取物体表面的点云数据，进而生成物体的三维模型。
这种测量方法在工程设计、产品制造等领域具有重要的应用价值。
二、表面缺陷检测光学测量技术可以实现对工程物体表面缺陷的检测。
在工程制造过程中，产品表面的缺陷可能会导致产品质量不合格。
传统的缺陷检测方法往往需要人工目测，效率低下且容易出现误判。
而光学测量技术可以利用高速相机和图像处理算法，实现对物体表面缺陷的自动检测。
这种方法不仅可以提高检测效率，还可以减少人为因素对检测结果的影响。
三、位移和变形测量光学测量技术可以实现对工程物体的位移和变形进行测量。
在工程结构的设计和监测中，位移和变形是重要的参数。
传统的位移和变形测量方法往往需要使用传感器进行接触式测量，而光学测量技术可以实现非接触式测量，避免了对结构的干扰。
通过利用激光干涉仪或数字图像相关技术，可以实现对物体位移和变形的高精度测量。
这种方法在工程结构的监测和安全评估中具有重要的应用价值。
四、光学成像技术光学测量技术可以实现对工程物体的成像。
在工程设计和制造过程中，对物体的形状和表面质量进行分析和评估是十分重要的。
传统的成像方法往往需要使用相机进行拍摄，而光学测量技术可以利用光学投影仪和高速相机，实现对物体的高精度成像。
通过对成像数据的处理和分析，可以获取物体的形状和表面质量信息，为工程项目的设计和制造提供参考。
综上所述，光学测量技术在工程领域中具有广泛的应用价值。
基于光学技术的三维检测与测量
基于光学技术的三维检测与测量随着科学技术的不断发展，人们对于实物的量测和检测需求也越来越高。
而传统的二维量测方法已经不能满足现代人的需求，更加精准和快速的三维量测方法因此应运而生。
其中基于光学技术的三维检测与测量技术非常的受人们的青睐，因其非接触测量、高精度、高速度等特点而得到广泛的应用。
一、光学三维检测技术光学三维检测技术是一种通过发射光源，在观测区域内接收返回的光线，利用光学的原理，进行三维形状和尺寸量测的检测技术。
光学三维检测具有接触面积小、高精度、高速度等显著特点，是应用相机成像、投影等技术实现的。
目前，光学三维检测技术主要包括结构光法、激光三角测量法、视觉测量法及数字全息术等。
二、结构光法结构光法依托于光源对被测物体表面投射光图案进行三维检测。
利用由投影器投射的光栅或随机图案，位于另一固定位置的相机采集对应图案，根据成像图案的偏移量，便可推断出相机与目标投影面之间的距离。
从而可以计算出被测物体的三维测量结果。
结构光法可以实现高速度测量，准确度比较高，同时也可以适用于很多不规则物体的量测，因此受到了广泛的关注和应用。
例如除了常规工业制造过程中的三维量测外，近年来，也引入半导体厂所使用的牛顿环对象检测以及胶合板打孔定位等方面，成功取得了应用。
三、激光三角测量法激光三角测量法，顾名思义，就是利用激光进行三角测量，常用于高精度测量。
其原理就是三角形中，若知道了两条边的长度和其夹角，那么就可以计算出第三条边的长度。
利用此原理，我们可以将激光光束投射到被测物体表面，观测光线在表面上反射的位置，计算反射位置与投射位置之间的夹角，再与激光光线和被测物体表面法线（直接垂直于表面的一条线）之间的夹角，即可得出被测物体所在空间的位置坐标。
一旦给定了空间坐标的数据，就可以得到被测物体的三维形状和尺寸测量结果。
四、视觉测量法视觉测量法简单来说，就是利用飞行时间被称为“TOF“的技术（利用飞行时间计算距离），测定距离来获得物体测量数据。
三维测量技术的方法及应用
三维测量技术的方法及应用一、引言三维测量技术是近年来在科学研究和工程实践中日益重要的一项技术。
它可以在不接触被测对象的情况下，通过非接触手段获取物体的三维形状和结构信息，对于工程设计、制造、检测等领域具有重要的应用价值。
本文将详细介绍三维测量技术的方法及应用，以帮助读者了解这一领域的最新进展和应用前景。
二、三维测量技术的分类根据不同的原理和方法，三维测量技术可以分为以下几类：2.1 光学测量技术光学测量技术是利用光线传播的特性来获取物体形状和结构信息的一种方法。
常见的光学测量技术包括激光扫描、光栅投影、相位测量等。
这些技术都能够实现高精度的三维测量，并广泛应用于制造业、航空航天等领域。
2.2 非接触式接触测量技术非接触式接触测量技术是利用电磁波、声波等非接触手段对物体进行测量的方法。
其中，雷达和超声波测量技术是常见的非接触式接触测量技术。
这些技术适用于测量较大尺寸、复杂形状的物体，广泛应用于建筑、地质勘探等领域。
2.3 接触测量技术接触测量技术是通过传感器与被测物体直接接触，通过测量传感器的位移、转角等信息获取物体的三维形状和结构信息的一种方法。
常见的接触测量技术包括坐标测量机、刚体测量等。
这些技术适用于测量较小尺寸、复杂形状的物体，广泛应用于汽车制造、机械加工等领域。
三、三维测量技术的应用三维测量技术在各个领域都有广泛的应用，下面将从工程设计、制造、检测等方面介绍三维测量技术的具体应用。
3.1 工程设计三维测量技术在工程设计中起到了重要的作用。
它可以对物体的三维形状和结构进行精确测量，为工程设计提供准确的数据基础。
通过三维测量技术，设计师可以更好地进行产品设计、装配设计等工作，提高设计效率和质量。
3.2 制造在制造过程中，三维测量技术可以用来检测产品的质量和尺寸是否符合要求。
它可以通过快速、精确地测量产品的几何参数，及时发现并解决制造过程中的问题，确保产品的质量和性能，提高制造效率。
3.3 检测在产品出厂前的检测工作中，三维测量技术也发挥着重要的作用。
三维光学测试系统应用技术研究
三维光学测试系统应用技术研究三维光学测试系统是一种先进的光学技术应用系统，主要应用于光学成像、测量、检测等领域。
随着科学技术的不断发展，三维光学测试系统在工业制造、医疗诊断、地质勘探等领域得到了广泛的应用。
本文将对三维光学测试系统的应用技术进行研究，探讨其在不同领域中的应用价值和发展趋势。
一、工业制造领域在工业制造领域，三维光学测试系统主要应用于产品设计、质量检测和自动化生产等方面。
通过三维光学测试系统可以对产品的尺寸、形状、表面粗糙度等参数进行精确测量，为产品设计和生产提供可靠的数据支持。
同时，三维光学测试系统还可以实现对工件的自动化分拣和检测，提高生产效率和产品质量。
在汽车制造领域，三维光学测试系统可以对汽车车身、发动机零部件等进行精确测量，确保汽车零部件的精准配合和高质量生产。
在航空制造领域，三维光学测试系统可以对飞机机翼、发动机零部件等进行精密测量，确保飞机的安全性和飞行性能。
在电子制造领域，三维光学测试系统可以对电子元器件的尺寸、形状等进行高精度测量，确保电子产品的质量和稳定性。
二、医疗诊断领域在医疗诊断领域，三维光学测试系统主要应用于医疗影像诊断、手术导航和仿生医疗器械研发等方面。
通过三维光学测试系统可以获取人体内部器官的三维图像，为医生提供准确的诊断信息。
同时，三维光学测试系统还可以实现对手术过程的实时监测和导航，提高手术的安全性和精确度。
在仿生医疗器械研发方面，三维光学测试系统可以对仿生器官、人工关节等进行精密测量，为医疗器械设计和生产提供可靠的数据支持。
在影像诊断领域，三维光学测试系统可以获取高分辨率的医学影像，为医生提供准确的诊断依据。
在手术导航领域，三维光学测试系统可以实现对手术仪器和患者身体的三维定位，确保手术的精准进行。
在仿生医疗器械研发领域，三维光学测试系统可以进行仿生器官和人体组织的形态分析，为医疗器械的设计和改进提供科学依据。
三、地质勘探领域在地质勘探领域，三维光学测试系统主要应用于地质勘探、矿山测量和地震监测等方面。
光学三维测量技术与应用
光学三维测量技术1. 引言人类观察到的世界是一个三维世界，尽可能准确和完备地获取客观世界的三维信息才能尽可能准确和完备地刻画和再现客观世界。
对三维信息的获取和处理技术体现了人类对客观世界的把握能力，因而从某种程度上来说它是体现人类智慧的一个重要标志。
近年来,计算机技术的飞速发展推动了三维数字化技术的逐步成熟，三维数字化信息获取与处理技术以各种不同的风貌与特色进入到各个不同领域之中[1]:在工业界,它已成为设计进程中的一环，凡产品设计、模具开发等，无一不与三维数字化测量有着紧密的结合；虚拟现实技术需要大量景物的三维彩色模型数据，以用于国防、模拟训练、科学试验；大量应用的三坐标测量机和医学上广泛应用的CT机和MRI核磁共振仪器，也属于三维数字化技术的典型应用；文化艺术数字化保存（意大利的古代铜像数字化、中国的古代佛像数字化、古文物数字化保存、3D动画的模型建构（电影如侏罗纪公园、太空战士、医学研究中的牙齿、骨头扫描，甚至人类学的考古研究等，都可运用三维扫描仪快速地将模型扫描、建构；而随着宽频与计算机速度的提升,Web 3D的网络虚拟世界将更为普及，更带动了三维数字化扫描技术推广到商品的电子商务、产品简报、电玩动画等，这一切都表明未来的世界是三维的世界。
目前,有很多种方法可用来获取目标物体的三维形状数据，光学三维测量技术（Optiacl Three-dimensional Measurement Technique因为其非接触”与全场”的特点, 是目前工程应用中最有发展前途的三维数据采集方法。
光学三维测量技术是二十世纪科学技术飞速发展所催生的丰富多彩的诸多实用技术之一，它是以现代光学为基础,融光电子学、计算机图像处理、图形学、信号处理等科学技术为一体的现代测量技术。
它把光学图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用，其目的是从图像中提取有用的信号，完成三维实体模型的重构[2]。
随着激光技术、精密计量光栅制造技术、计算机技术以及图像处理等高新技术的发展，以及不断推出的高性能微处理器、大容量存储器和低成本的数字图像传感设备、高分辨率的彩色图像显示系统等硬件设施的使用，不仅为光学测量领域的技术创新提供了可能，而且为其应用前景的拓宽提供了无穷的想象空间。
三维光学测试系统应用技术研究
三维光学测试系统应用技术研究随着科技的不断发展，三维光学测试系统的应用技术也在不断地进行研究和创新。
三维光学测试系统是一种利用光学原理进行三维物体表面形貌和形状测量的系统，它具有高精度、高速度和非接触的特点，广泛应用于工业制造、医学影像、文物保护等领域。
本文将针对三维光学测试系统的应用技术进行深入研究，探讨其在不同领域的应用现状和未来发展方向。
一、三维光学测试系统的原理及技术特点1. 原理三维光学测试系统的原理是利用光学的投射和成像原理，通过对被测物体表面进行模式光投影，再通过摄像头或传感器拍摄或记录被测物体的表面图像，从而实现对被测物体表面形态的测量。
它利用了光学成像透视、三角测量、光栅投射等原理，可以实现高精度、快速的三维形貌测量。
2. 技术特点（1）高精度：三维光学测试系统具有高精度的特点，可以实现微米甚至纳米级的表面形貌测量。
（3）非接触：三维光学测试系统是一种非接触式的测量方法，不会对被测物体造成损伤，适用于对表面精度要求高的物体测量。
（4）全息成像：三维光学测试系统可以实现全息成像，能够获取物体的全息信息，从而进行全方位的三维形貌测量。
二、三维光学测试系统在工业制造中的应用1. 表面质量检测在工业制造中，产品的表面质量是一个重要的指标，对于精密零部件、模具、电子元器件等产品的表面质量要求非常高。
利用三维光学测试系统可以对产品表面进行高精度的三维形貌测量，实现对产品表面质量的检测和分析，从而提高产品的质量和可靠性。
在飞机、汽车等大型工业制造中，利用三维光学测试系统的全息检测技术可以实现对大型复杂结构的高精度测量和检测，如飞机机翼、汽车车身等。
这种全息检测技术不仅可以提高测量精度，还可以实现对产品在各种工况下的形态变化监测。
1. 三维影像重建在医学影像领域，利用三维光学测试系统可以对人体器官、病变组织等进行高精度的三维形态测量，实现对病变组织的定量分析和诊断。
三维影像重建技术可以帮助医生更准确地了解患者的病情，制定更科学的治疗方案。
光学三维测量技术
23-18
3
应用
3、医学图像三维表面重建：
现代医疗诊断常常需要借助一些辅助设备为诊
断提供可靠的、完整的信息，因此，人体组织与
器官的三维成像技术在现代临床医学中起着越来
越重要的作用.
医生可以将重构出的器官图像进行旋转缩放等
操作，使医生能够更充分地了解病情的性质及其
周围组织的三维结构关系，从而帮助医生做出准
线照明
2D线探测器
1D扫描
面光源法
面照明
2D线探测器
不需要扫描
相位测量技术
序列编码技术
如：格雷（Gray） 如：相位测量轮廓术
傅里叶变换轮廓术
编码序列
彩色编码技术
如：彩色多通道
编码实现相移
23-12
2
测量原理
23-13
2
测量原理
直射式三角法：激光器发出的光垂直入射到被测物体表面，
Scheimpflug 条件可表示为
地对待测物体进行测量。
23-04
1
概述
图
1
：
三
坐
标
测
量
机
23-05
1
概述
接触式测量
优势
物体三维形状测量
灵活性强
精度高且可靠
测量方便
非接触式测量
非接触式测量
微波技术
三角法
光波技术
干涉法
超声波技术
飞行时间法
23-06
1
概述
微波技术
非接触式测量
适合于大尺度三维测
量，爱里斑半径较大，
角度分辨率低。
光波技术
展示三维景像，模拟未知环境和模型）；
2、文物保护
光学测量技术在三维建模中的应用
光学测量技术在三维建模中的应用光学测量技术近年来在三维建模中的应用越来越广泛。
该技术基于光的传播和反射原理，通过使用专业的仪器和设备，可以精确地测量和记录物体的几何形状和表面特征。
本文将探讨光学测量技术在三维建模中的应用，并分析其优势和潜在挑战。
首先，光学测量技术在三维建模中的主要应用之一是数字化现实（VR）和增强现实（AR）技术。
通过使用激光扫描仪或结构光相机等设备，可以快速、准确地捕捉现实世界中的物体形状和结构。
这些扫描数据可以用于创建逼真的虚拟现实环境或与真实世界进行交互的增强现实应用。
例如，建筑师可以使用光学测量技术来捕获建筑现场的具体尺寸和高度，然后在计算机中生成精确的三维模型，以便进行室内外设计和可视化效果展示。
其次，光学测量技术在制造和工程领域中也得到了广泛应用。
通过使用精确的光学测量设备，工程师可以快速获取并分析物体表面的形状、尺寸和纹理等信息。
这对于产品设计、质量控制和流程优化非常重要。
例如，在汽车制造中，光学测量技术可以被用于检测车身零件的几何形状是否符合设计要求，以及表面是否存在缺陷或磨损。
这有助于提高产品质量，并减少制造过程中的错误和浪费。
此外，光学测量技术还在文化遗产保护、地质勘探和医学影像等领域展现出巨大潜力。
在文化遗产保护方面，光学测量技术可以帮助记录和分析古建筑、艺术品和文物的形状和结构，以及监测其损坏和老化程度。
在地质勘探中，光学测量技术可以应用于地质构造的三维建模和地质灾害的预警。
在医学影像领域，光学测量技术可以被用于创建精确的牙齿和骨骼结构三维模型，以辅助口腔和骨科手术的规划和操作。
然而，光学测量技术在三维建模中的应用也面临一些挑战。
首先，对于复杂的物体表面，如光反射率不均匀的金属或玻璃材料，光学测量技术可能无法提供准确的结果。
其次，光学测量技术在测量过程中对环境条件的要求比较高，如光线的均匀和稳定性。
这意味着在一些特殊场景下，如室外或强光照射环境下，测量结果可能会受到干扰或影响。
光学三维测量技术与应用
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2.2航空三维激光扫描
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航空三维激光扫描与摄影测量技术是将三维激光扫描 仪和航空摄像机装载在飞机上，利用激光测距原理和航空 摄影测量原理，快速获取大面积地球表面三维数据的技术 。通过基于全球定位系统(GPS) 和惯性测量装置 (IMU) 的机载定位定向系统(POS) 联接，构成当今世界上摄影测 量与遥感领域最先进的 LIDAR (Lisht Detection and Ranger) 对地观测系统。
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3.3地形地貌测量
航空三维激光 扫描技术可以 用于地面的航 空遥感定位和 影像获取，还 可实时得到地 表大范围内目 标点的三维坐 标，同时，它 也是目前唯一 能测定森林覆 盖地区地面高 程的可行技术 。
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小结
光学三维测量技术的主要特点是实时性、主 动性、适应性好。光学三维测量数据经过简单的 处理就可以直接使用，无需复杂的数据后处理， 由于无需和被测物体接触，可以在很多复杂环境 下应用；三维激光扫描技术和 GPS 等技术结合起 来形成的航空三维激光扫描技术，可以直接获取 真实地表的高精度三维信息，具有传统摄影测量 方法无法取代的优越性，在诸多领域得到更深入 和更广泛的应用。目前我国在这方面的技术比较 薄弱，国外成熟产品只能用于民用因此，我们应 当借鉴国外的经验，研究开发自己的适用系统， 给国家的经济建设和国防建设提供技术手段。
航空三维激光扫描系统一般由四个子系统组成 ：激光雷达发射接收系统，定位系统，数据获取、控制、 显示系统，基于地面的数据处理系统。
梁飞飞
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3.三维激光扫描技术的应用
光学三维形状测量技术的应用范围很广，从传统的 制造业到新兴的三维动画产业和虚拟现实领域等。
梁飞飞
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3.1服装制作
光学三维形貌测量技术的分析和应用
－72－科技论坛1概述非接触光学投影式三维形貌测量技术是获取物体表面形态特征的一种重要手段，是一种逆向工程技术，亦称为反求工程(Reverse En-gineering)，简称RE [1]。
由于这种三维形貌测量技术具有速度快、分辨率高和非接触等优点而广泛应用于工程设计、质量控制、医疗诊断和计算机辅助制造等方面[2]。
本文以相位测量轮廓术中的光栅投影法为重点，介绍了其测量基本原理、组成以及应用，研究了正弦光栅投影技术和数字图像处理技术，并利用德国GOM 公司生产的Advanced TOpometric Sensor 系列（简称ATOS ）流动式光学扫描仪是对鼠标进行了测量与分析。
实验表明：三维光学形貌测量技术简单实用、测量精度高、便于实现自动测量，是一种较为理想的光学测量方法。
2相位测量轮廓术的基本原理相位测量轮廓术的基本原理如图1所示。
D 点为投射系统出瞳中心，DO 为投影光轴。
C点为成像系统入瞳中心，CO 为探测光轴，设DC=d 且与xoy 参考面平行。
从D 点对E 点投影位置本该落到B 点，但由于物体表面形状调制的原因，在CCD 镜头上则成像于A 点。
设AB=S R (x ，y)，表示偏移量，则E 点的高度为可见只要计算出偏移量，就能得到被测物体表面各点的高度，实现三维轮廓测量，具体计算是采用相移技术。
将正弦光栅投影到待测物体表面上，并规定坐标原点O 处系统相位为零，采用四步相移技术，每步，利用CCD 摄像机分别获得四幅畸变光栅条纹的光强，利用光强关系计算得到E 点相位。
再利用光栅直接投影在参考面上的光强关系计算得到A 点相位[3]，它们相位差为若被测物高度远小于L ，则E 点高度，将其代入（2）式则有其中，是可通过对测量系统标定来确定的系数，进而根据相位差可得物体高度。
3ATOS 流动式光学扫描仪原理ATOS 系列流动式光学扫描仪是目前国际市场上比较先进的三维扫描设备，该设备采用光栅投影相位测量轮廓技术。
光学仪器的表面形貌测量技术原理与应用
光学仪器的表面形貌测量技术原理与应用1. 背景光学仪器的表面形貌测量技术是一种重要的非接触式测量技术，广泛应用于光学元件、光学镜头、光学镜片等光学仪器的制造和质量控制过程中该技术通过对光学表面形貌的精确测量，可以评估光学元件的表面质量、光学性能和加工质量，从而确保光学仪器的性能和可靠性本文将介绍光学仪器的表面形貌测量技术原理及其在实际应用中的重要性2. 表面形貌测量技术原理光学仪器的表面形貌测量技术基于光学原理，通过对光学表面的干涉、散射、反射等光学现象的测量，获取光学表面的形貌信息常见的表面形貌测量技术包括干涉测量法、散射测量法和反射测量法等2.1 干涉测量法干涉测量法是光学表面形貌测量中最常用的方法之一该方法通过将光学表面与参考面之间的干涉条纹进行测量，从而获取表面形貌的信息干涉测量法的原理是利用干涉仪将入射光分为两束，一束通过被测光学表面，另一束通过参考面，两束光在光路中相遇形成干涉条纹通过测量干涉条纹的分布、间距和形状等参数，可以得到光学表面的形貌信息2.2 散射测量法散射测量法是通过测量光线照射到光学表面后产生的散射光分布，从而获取表面形貌信息的方法散射测量法包括光散射截面测量法和光散射强度分布测量法等通过测量散射光的强度和分布，可以得到光学表面的粗糙度、沟壑深度等形貌信息2.3 反射测量法反射测量法是通过测量光线照射到光学表面后产生的反射光分布，从而获取表面形貌信息的方法反射测量法包括光反射率测量法和光反射强度分布测量法等通过测量反射光的强度和分布，可以得到光学表面的形貌信息3. 表面形貌测量技术应用表面形貌测量技术在光学仪器的制造和质量控制过程中具有重要作用，主要应用于以下几个方面：3.1 光学元件表面质量评估通过表面形貌测量技术，可以对光学元件的表面质量进行精确评估这对于确保光学仪器的性能和可靠性至关重要通过测量光学元件表面的粗糙度、沟壑深度等形貌参数，可以评估光学元件的加工质量和光学性能3.2 光学元件装夹和调整表面形貌测量技术可以帮助光学元件的装夹和调整过程通过测量光学元件表面的形貌信息，可以确定光学元件的位置和姿态，从而实现精确装夹和调整3.3 光学系统整体性能评估表面形貌测量技术还可以用于评估光学系统的整体性能通过测量光学系统各个元件的表面形貌信息，可以评估光学系统的像差、分辨力等性能指标，从而确保光学系统的性能达到设计要求4. 总结光学仪器的表面形貌测量技术是一种重要的非接触式测量技术，通过对光学表面的干涉、散射、反射等光学现象的测量，可以获取光学表面的形貌信息该技术在光学仪器的制造和质量控制过程中具有重要作用，可以评估光学元件的表面质量、光学性能和加工质量，确保光学仪器的性能和可靠性随着科技的不断发展，表面形貌测量技术在光学仪器领域的应用将越来越广泛，为光学仪器的制造和质量控制提供更加精确和高效的方法1. 背景光学仪器的表面形貌测量技术是一种重要的非接触式测量技术，广泛应用于光学元件、光学镜头、光学镜片等光学仪器的制造和质量控制过程中该技术通过对光学表面形貌的精确测量，可以评估光学元件的表面质量、光学性能和加工质量，从而确保光学仪器的性能和可靠性本文将介绍光学仪器的表面形貌测量技术原理及其在实际应用中的重要性2. 表面形貌测量技术原理光学仪器的表面形貌测量技术基于光学原理，通过对光学表面的干涉、散射、反射等光学现象的测量，获取光学表面的形貌信息常见的表面形貌测量技术包括干涉测量法、散射测量法和反射测量法等2.1 干涉测量法干涉测量法是光学表面形貌测量中最常用的方法之一该方法通过将光学表面与参考面之间的干涉条纹进行测量，从而获取表面形貌的信息干涉测量法的原理是利用干涉仪将入射光分为两束，一束通过被测光学表面，另一束通过参考面，两束光在光路中相遇形成干涉条纹通过测量干涉条纹的分布、间距和形状等参数，可以得到光学表面的形貌信息2.2 散射测量法散射测量法是通过测量光线照射到光学表面后产生的散射光分布，从而获取表面形貌信息的方法散射测量法包括光散射截面测量法和光散射强度分布测量法等通过测量散射光的强度和分布，可以得到光学表面的粗糙度、沟壑深度等形貌信息2.3 反射测量法反射测量法是通过测量光线照射到光学表面后产生的反射光分布，从而获取表面形貌信息的方法反射测量法包括光反射率测量法和光反射强度分布测量法等通过测量反射光的强度和分布，可以得到光学表面的形貌信息3. 表面形貌测量技术应用表面形貌测量技术在光学仪器的制造和质量控制过程中具有重要作用，主要应用于以下几个方面：3.1 光学元件表面质量评估通过表面形貌测量技术，可以对光学元件的表面质量进行精确评估这对于确保光学仪器的性能和可靠性至关重要通过测量光学元件表面的粗糙度、沟壑深度等形貌参数，可以评估光学元件的加工质量和光学性能3.2 光学元件装夹和调整表面形貌测量技术可以帮助光学元件的装夹和调整过程通过测量光学元件表面的形貌信息，可以确定光学元件的位置和姿态，从而实现精确装夹和调整3.3 光学系统整体性能评估表面形貌测量技术还可以用于评估光学系统的整体性能通过测量光学系统各个元件的表面形貌信息，可以评估光学系统的像差、分辨力等性能指标，从而确保光学系统的性能达到设计要求4. 总结光学仪器的表面形貌测量技术是一种重要的非接触式测量技术，通过对光学表面的干涉、散射、反射等光学现象的测量，可以获取光学表面的形貌信息该技术在光学仪器的制造和质量控制过程中具有重要作用，可以评估光学元件的表面质量、光学性能和加工质量，确保光学仪器的性能和可靠性随着科技的不断发展，表面形貌测量技术在光学仪器领域的应用将越来越广泛，为光学仪器的制造和质量控制提供更加精确和高效的方法光学仪器的表面形貌测量技术应用场合及注意事项应用场合1.光学元件制造和质量控制：在光学元件的生产过程中，表面形貌测量技术被广泛应用于评估光学元件的表面质量，确保其满足高精度的加工要求这对于生产高质量的光学镜头、镜片等元件至关重要2.光学系统装配和调试：在光学系统的装配过程中，通过表面形貌测量技术可以精确地确定光学元件的位置和姿态，以实现最佳的系统性能这对于天文望远镜、显微镜、激光器等光学系统的精确装配和调试尤为重要3.光学元件表面修复和再加工：在光学元件的表面修复和再加工过程中，表面形貌测量技术可以用于评估修复效果，确保表面质量符合规定标准这对于提高光学元件的使用寿命和性能具有重要意义4.光学材料研究和开发：在光学新材料的研究和开发过程中，表面形貌测量技术可以用于评估材料的表面特性，为材料的优化和改性提供重要数据支持5.光学仪器性能评估和优化：通过表面形貌测量技术，可以全面评估光学仪器的性能，包括像差、分辨力等指标这有助于发现潜在的性能瓶颈，为光学仪器的优化和改进提供依据6.质量控制和工艺改进：表面形貌测量技术可以用于监测光学加工过程中的表面质量变化，有助于及时发现和解决加工过程中的问题，提高生产效率和产品质量注意事项1.测量精度和稳定性：在使用表面形貌测量技术时，要确保测量系统的精度和稳定性，避免测量误差对结果产生影响这包括定期校准测量设备，确保其满足高精度的测量要求2.环境控制：光学仪器的表面形貌测量对环境条件较为敏感，因此在测量过程中要注意控制环境温度、湿度、灰尘等因素，以减少外部因素对测量结果的影响3.样品制备和装夹：在测量过程中，要确保光学元件的样品制备和装夹正确无误，避免对光学表面造成二次损伤或测量误差对于不同材质和形状的光学元件，要选择合适的样品制备和装夹方法4.数据处理和分析：表面形貌测量技术得到的数据需要进行有效的处理和分析，以提取有用的形貌信息要熟悉数据处理软件和算法，确保正确解读测量结果5.设备维护和保养：定期对表面形貌测量设备进行维护和保养，确保其始终保持良好的工作状态这包括清洁光学系统、检查机械部件、更换磨损的部件等6.人员培训和技能提升：表面形貌测量技术涉及到专业知识和操作技能，要加强对相关人员的培训和技能提升，确保他们能够熟练地操作设备和正确解读测量结果7.安全操作：在使用表面形貌测量设备时，要遵守安全操作规程，避免发生意外事故这包括正确使用设备、避免接触高温或尖锐部件、确保实验室安全等通过遵循以上注意事项，可以确保光学仪器的表面形貌测量技术在实际应用中取得准确、可靠的结果，为光学仪器的制造和质量控制提供有力支持。
光测量技术在三维变形分析中的研究与应用
光测量技术在三维变形分析中的研究与应用1. 引言三维变形分析是一种对物体的形状和位置进行精确测量和分析的技术。
在现代工程领域中，三维变形分析的应用越来越广泛，尤其在建筑结构监测、机械制造、土木工程和地质勘探等领域具有重要意义。
而光测量技术则是实现三维变形分析的关键工具之一，其高精度、无接触等特点使其成为受到广泛关注的测量技术之一。
本文将从光测量技术的原理、方法和应用等方面对光测量技术在三维变形分析中的研究与应用进行探讨。
2. 光测量技术的原理与方法光测量技术是利用光的传播特性来测量物体形状、位移和表面变形等参数的技术。
其原理主要基于光的干涉、散射和反射等现象。
在实际应用中，常用的光测量技术包括拉曼光谱、激光雷达、激光干涉测量、散斑相关等。
激光干涉测量技术是一种非常重要的光测量方法，它基于光的干涉原理来实现对物体形状和位移的测量。
通过将激光束分为参考光和待测光，经过物体表面的反射或透射后重新叠加在一起，利用干涉条纹的变化来获取物体表面形状和位移信息。
3. 光测量技术在三维变形分析中的应用3.1 结构变形监测在建筑和结构工程领域，光测量技术被广泛应用于结构变形的监测中。
通过激光干涉测量技术，可以实时监测和分析建筑和桥梁等结构的变形情况，提前发现可能的安全隐患。
此外，激光测量技术还可以用于精确测量建筑的倾斜、扭曲和位移等参数，为结构的维护和修复提供重要参考。
3.2 机械制造在机械制造过程中，光测量技术可以帮助实现零部件的准确装配和质量控制。
通过使用激光测量仪器来测量零部件的形状和位置，可以及时发现误差并进行调整，从而提高产品的加工精度和质量。
此外，光测量技术还可以用于机械零部件的动态变形和振动分析，有助于优化设计和改进产品的性能。
3.3 土木工程在土木工程领域，光测量技术被广泛应用于地表和地下工程的变形监测。
通过激光干涉测量技术，可以实时监测地基、挖掘工程和隧道等结构的沉降、位移和变形情况，为施工过程中的决策和调整提供重要依据。
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－72－科技论坛
1概述
非接触光学投影式三维形貌测量技术是
获取物体表面形态特征的一种重要手段，是一
种逆向工程技术，亦称为反求工程(Reverse En-
gineering)，简称RE [1]。
由于这种三维形貌测量技
术具有速度快、分辨率高和非接触等优点而广
泛应用于工程设计、质量控制、医疗诊断和计算
机辅助制造等方面[2]。
本文以相位测量轮廓术中
的光栅投影法为重点，介绍了其测量基本原理、
组成以及应用，研究了正弦光栅投影技术和数
字图像处理技术，并利用德国GOM 公司生产
的Advanced TOpometric Sensor 系列（简称
ATOS ）流动式光学扫描仪是对鼠标进行了测量
与分析。
实验表明：三维光学形貌测量技术简单
实用、测量精度高、便于实现自动测量，是一种
较为理想的光学测量方法。
2相位测量轮廓术的基本原理
相位测量轮廓术的基本原理如图1所示。
D 点为投射系统出瞳中心，DO 为投影光轴。
C
点为成像系统入瞳中心，CO 为探测光轴，设
DC=d 且与xoy 参考面平行。
从D 点对E 点投
影位置本该落到B 点，但由于物体表面形状调
制的原因，在CCD 镜头上则成像于A 点。
设
AB=S R (x ，y)，表示偏移量，则E 点的高度为
可见只要计算出偏移量，就能得到被测物体表面各点的高度，实现三维轮廓测量，具体计算是采用相移技术。
将正弦光栅投影到待测物体表面上，并规定坐标原点O 处系统相位为零，采用四步相移技术，每步，利用
CCD 摄像机分别获得四幅畸变光栅条纹的光强，利用光强关系计算得到E 点相位。
再利用光栅直接投影在参考面上的光强关系计算得到A 点相位[3]，它们相位差为若被测物高度远小于L ，则E 点高度，将其代入（2）式则有其中，是可通过对测量系统标定来确定的系数，进而根据相位差可得物体高度。
3ATOS 流动式光学扫描仪原理ATOS 系列流动式光学扫描仪是目前国际市场上比较先进的三维扫描设备，该设备采用光栅投影相位测量轮廓技术。
其测量系统主要由光学扫描仪和计算机等组成。
ATOS 光学扫描仪由两个高分辨率CCD 数码相机和光栅投影仪组成。
采用双CCD 的设计目的是实时监测扫描过程中由于振动和环境光线变化对测量精度造成的影响，从而确保扫描精度。
由于采用流动式设计和不同视角点云的自动拼合技术，务须移动光学扫描仪，其扫描范围可从10mm 到12m 。
不同视角的测量数据依靠粘贴在工件表面上公共的参考点，可自动拼合在统一坐标系内，从而获得完整的扫描数据，对于被参考点覆盖而在工件表面留下的空洞，软件可根据周围点云的曲率变化进行插补[4]。
光栅投影仪由光栅和微型步进电机组成。
采用不同频率
的光栅分别对同一样品进行组合测量，再将测量得到的图像进行合成方法，可以大大提高检测的分辨率和精度。
在ATOS 的光栅投影仪内封装的三组频率不同正弦光栅，刻划在同一玻璃基上，如图2所示。
通过微型步进电机可随意切换这三组光栅，进行组合测量。
4ATOS 的应用ATOS 系统的软件和硬件均采用模块化设
计，性能稳定，设备操作简单。
图3是光栅在鼠标
上的投影，光栅条纹具有较大的光强，良好的景深，具有连续的强度分布及较好的正弦性。
由于受鼠标表面形状变化的调制，基准光栅条纹在鼠标表面上产生了畸变，这些畸变条纹就包含了鼠标表面形状的三维信息。
利用CCD 摄像机读取畸变条纹，并对图像进行相应的处理，可以得到有关条纹中心线的二维信息，然后根据相应的数学转换模型和重构算法对鼠标轮廓进行重构，得到被测鼠标表面的三维外形数据信息。
图4是在鼠标上的投影条纹光强分布图，可以看出是典型的正弦分布。
5总结
本文主要分析了基于相位测量的光栅投影
三维轮廓测量系统的基本原理，并以ATOS 流动式光学扫描仪为例详细介绍了光栅投影三维轮廓系统的正弦光栅投影技术和数字图像处理技术。
并利用该设备对实际物体三维面形进行了测量，可以看出相位测量轮廓术具有结构简单、速度快，实用，测量精度高、测量范围大、抗干扰性强和可
在线实时测量等优点，是一种较为理想的光学测量方法。
参考文献
[1]V.Srinivasan,H.C.Liu,Maurice Halioua.Automated phase -measuring profilometry:a phase mapping approach.Applied Optics,1985,24(2):185-188.[2]潘伟,赵毅,阮雪榆.相移法在光栅投影测量中的
应用[J].应用光学,2003,24(4):46-49.
[3]康新,何小元.基于正弦条纹投影的三维传感及
其去包裹处理[J].光学学报,2001,22(12):1444-1447.
[4]任丹,吴禄慎.三维面形位相测量轮廓术的研究[J].南昌大学学报(工科版),2002,3(3):9-12.作者简介：姜洪喜（1976~），男，黑龙江齐齐哈尔人，讲师，硕士，主要从事3D 物体形貌测量和光学梳状滤波器的研究。
基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目：（编号11531330）；黑龙江省高等教育学会“十一五”规划课题：（编号H115-C729）；黑龙江科技学院青年基金项目：（编号07-16）光学三维形貌测量技术的分析和应用
姜洪喜任常愚李海宝任敦亮刘炳胜
（黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨150027）
摘要：介绍了光栅投影三维光学测量系统的原理、组成及应用。
光栅投影法是将正弦光栅投影到被测物体表面上，由高精度CCD 摄像机摄取这些畸变条纹，并利用数字处理技术获得物体表面三维数据。
该方法测量精度高、便于实现自动测量，是一种较为理想的光学测量方法。
关键词：三维形貌测量技术；光栅扫描；ATOS 系统
（1）
（2） ,ÁS x y ,z x y 2 2,ÁÂÃfS x y ÁÁÁÁ
ÂÃÄÅÃÄÆÁ（3） ,2L z x y k d f ÁÁÂÃÄÁ。