專利名稱：光學(xué)三維輪廓測(cè)量中正弦光柵的設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)三維輪廓測(cè)量領(lǐng)域，特指正弦圖樣的投影光柵。
背景技術(shù)：
非接觸光學(xué)三維輪廓測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用在CAD/CAM、逆向工程、快速原型及虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域中，其研究方法主要有莫爾輪廓術(shù)、位相測(cè)量輪廓術(shù)、傅里葉變換輪廓術(shù)和空間位相檢測(cè)等，上述的輪廓測(cè)量方法都需要向物體表面投射正弦圖樣，因而，正弦光柵的設(shè)計(jì)是保證三維輪廓測(cè)量精度的必要條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用空間維均值寬度調(diào)制的方法設(shè)計(jì)正弦光柵，即使用高頻方波作為載波調(diào)制正弦波，空間維均值寬度調(diào)制是將正弦波=的[-Γ/2 JV2區(qū)間分為長度相等的2況個(gè)區(qū)間，以原點(diǎn)為起點(diǎn)對(duì)區(qū)間進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)為-，各個(gè)區(qū)間與軸的交點(diǎn)為>%-!>% X-N,則第號(hào)區(qū)間可以表示為1>^_1巧_1 ,第-J號(hào)區(qū)間可以表示為irt，如果方波高度為E，則調(diào)制后的第個(gè)
脈沖在時(shí)間軸上的起點(diǎn)5、終點(diǎn)6-和波形寬度可以表示為
4y-3 AT J-IJ
r, ----T--(cos--λ-cos—η)(I)
J m 4πΕ NN
4j —I, jj 、
Mi = — ——-T----fens-*·—jr—ois—jrt(2)
J SiV 4πΕ NN
5J =eJ rJ(3)
按照均值寬度調(diào)制調(diào)制原理第個(gè)脈沖在時(shí)間軸上的起點(diǎn)終點(diǎn)和么j分別為 Fj- = - . , ILj- = -Tj , =Sj。經(jīng)空間維均值寬度調(diào)制后可形成的不等間距二進(jìn)制條紋，使
用該二進(jìn)制條紋刻制光柵，將該光柵應(yīng)用到光學(xué)三維輪廓測(cè)量工程技術(shù)中，由于該光柵經(jīng)鏡頭向被測(cè)物體表面可以投射明暗對(duì)比度較高的正弦圖樣，因此，可以保證三維輪廓測(cè)量工程中對(duì)精度的要求。


圖I空間維均值寬度調(diào)制后的二進(jìn)制波形與正弦波圖2正弦光柵
圖3正弦光柵頻譜。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，如圖I所示，一個(gè)周期的正弦波，它的周期Γ = 2 τ , Λ =VT，方波的頻率=2JTo , N為任意正整數(shù)，圖I中取 N = 5, 0<J<N，則每個(gè)方波在*軸上的起點(diǎn)和終點(diǎn)如下
rj -
ej=1:0 5390,1.2246.1.8824,2.4812,3.0323]
δj=
寬度δj沒有包含從O到r1和e5到π的寬度，則應(yīng)在δj中加入這兩個(gè)寬度值，用δj表示加入從0到r1和e5到π的寬度，即
Sj =^1093,0 4097,036410-6232,05642:0-4097,0093] , 且ˉδj=ˉδ-j。如圖2是在長度[-π,π]上生成間距為ˉδj和ˉδ-j二進(jìn)制條紋并刻制出的光柵。如圖3為該光柵的頻譜分析，由傅里葉變換公式
權(quán)利要求
1.一種使用空間維均值寬度調(diào)制法設(shè)計(jì)正弦光柵的方法，其方法是使用高頻方波作為載波來調(diào)制正弦波，方波的頻率要高于被調(diào)制的正弦波，則可以生成不等間距的二進(jìn)制條紋，利用該二進(jìn)制條紋刻制光柵。
2.使用權(quán)利I提出的空間維均值寬度調(diào)制方法進(jìn)行光柵設(shè)計(jì)，并將光柵應(yīng)用于光學(xué)三維輪廓測(cè)量工程技術(shù)中。
全文摘要
在光學(xué)三維輪廓測(cè)量方法中需要向物體表面投射正弦光柵,本發(fā)明公開一種使用空間維均值寬度調(diào)制方法設(shè)計(jì)正弦光柵。包括使用空間維高頻方波作為載波對(duì)正弦波進(jìn)行調(diào)制，要求方波的頻率高于正弦波的頻率，正弦波經(jīng)過空間維均值寬度調(diào)制后可生成空間的二進(jìn)制條紋，按照該二進(jìn)制條紋刻制出光柵，分析該光柵的頻譜得出結(jié)論，即該光柵對(duì)高于基頻的各次諧波均有良好抑制的效果，則該光柵經(jīng)鏡頭可以向被測(cè)物體表面投射高質(zhì)量的正弦圖樣，解決了光學(xué)三維輪廓測(cè)量中正弦光柵的設(shè)計(jì)問題，保證了光學(xué)三維輪廓測(cè)量的精度。
文檔編號(hào)G01B11/25GK102589477SQ20121003193
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者喬付, 劉忠艷, 周波 申請(qǐng)人:喬付