光学测量技术及应用第5章.pdfVIP

光学测量技术与应用 ——光学三维测量技术 王峰 2013/5/16 光学三维测量技术 三维测量概念：三维形状测量是获取物体表面各点空间坐 标的技术，得到物体的全部形状信息，形成了三维数字化 技术。 应用领域：机械、汽车、航空航天等制造工业及服装、玩 具、制鞋等民用工业，广泛应用于 (CAD ／CAM) 、逆向 工程(RE) 、快速原型(RP)及虚拟现实(VR)等领域。 分类：宏观三维形状测量与微观表面三维形貌测量技术 2013/5/16 光学测量技术与应用－光学三维测量技术 2 5.1 物体宏观三维形状测量技术概述 物体三维形状测量主要包括接触式和非接触式测量两大类 5.1.1 接触式测量  典型例子：三坐标测量机(CMM)  优点：灵活性强；  测量精度高且可靠；  高的智能化程度。  缺点：测量速度慢、测量体积小、不能测 量软质物体、对环境要求较高。 2013/5/16 光学测量技术与应用－光学三维测量技术 3 5.1.2 非接触测量法——光学三维测量技术 非接触式三维形状测量技术 微波技术 光波技术 超声波技术 λ=3 ~ 30mm λ=0.5 ~ 1μm λ=0.1 ~ 1mm (10 ~ 100GHz) (300 ~ 600THz) (0.3 ~ 3MHz) 三角法 干涉法 飞行时间法 基于几何角度测 基于相干光的飞行时 基于非相干光的飞行 量的深度探测 间进行深度探测 时间调制的深度测量 2013/5/16 光学测量技术与应用－光学三维测量技术 4 1.飞行时间法 t0 z 体 物 测 被 t + t Δ 0 z ct / 2 结构简单，但对信号处理系统的时间分辨率有极高 的要求，测量精度低。 2013/5/16 光学测量技术与应用－光学三维测量技术 5 2.干涉法 测量精度高、但测量范围受到光波波长的限制，只能测量微观表 面的形貌和微小位移，不适于宏观物体的检测。 2013/5/16 光学测量技术与应用－光学三维测量技术 6 3.光学三角法 以三角测量为基础，通过待测