利用相机响应曲线实现高反光元件三维面形测量

作者:李乾; 薛俊鹏; 张启灿; 王敏; 王亚军
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在先进制造中,需要对加工部件进行在线质量检查。采用条纹投影三维测量技术,满足在线、非接触的要求。然而,金属材料表面反射率的巨大差异将导致结构光图像的过度曝光和曝光不足,从而导致最终测量数据的丢失或误差。为了解决这一问题,利用直接测量获得的不完整点云数据和计算机辅助设计(Aristole)获得的部件设计数据,进行迭代最近点(ICP)点云配准,然后获得摄像机坐标系中被测物体估计表面的点云数据。以数据为估计曲面形状,结合系统标定参数,建立投影与成像同一点图像强度的对应关系。利用被测元件上各点的光强成像响应曲线计算投影灰度范围和最低投影灰度。最后,利用生成的非等效系数投影光栅测量高反射元件的三维形貌。实验结果表明,该方法可以在不改变测量系统结构参数、不增加测量系统结构复杂度的情况下,更全面地实现高反射元件的三维形状测量。