1、光學(xué)三維形貌測量技術(shù)因具有非接觸、精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。為了能夠滿足實(shí)際測量的需要，大量的光學(xué)三維形貌測量系統(tǒng)和儀器被開發(fā)設(shè)計(jì);雖然這些儀器能滿足一定的測量要求，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高，測量精度較低、實(shí)時(shí)性差從而嚴(yán)重制約了大規(guī)模的應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)和開發(fā)一套性能完善的三維形貌測試儀具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文基于相移法來進(jìn)行測量，同時(shí)結(jié)合光切法的優(yōu)點(diǎn)，采用一維掃描的方式來實(shí)現(xiàn)全景測量。即將投影

2、儀和攝像機(jī)固定，待測物體放置于電動平臺上，通過控制電動平臺的移動來實(shí)現(xiàn)待測物的掃描測量;采用掃描相移算法對掃描圖像的中心部分進(jìn)行處理，通過相位拼接、系統(tǒng)標(biāo)定、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來獲得物體的完整形貌。設(shè)計(jì)了一套完整的基于快速掃描相移算法的三維形貌測試儀。主要內(nèi)容如下:
　　1.系統(tǒng)介紹了物體三維形貌測量方法，并重點(diǎn)對幾種常用的光學(xué)三維形貌測量方法進(jìn)行了分析比較，總結(jié)了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并據(jù)此提出了本文所采用的掃描相移算法。
　　2.對本

3、文所采用的等步長的Stoilov算法進(jìn)行了研究，分析了其存在的計(jì)算誤差，并對已有的改進(jìn)方法進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，找到了適合本測量系統(tǒng)的改進(jìn)算法。同時(shí)研究了相移步長量對改進(jìn)算法測量結(jié)果的影響，得出了相移步長量為π/2時(shí)，其測量結(jié)果最佳。
　　3.詳細(xì)介紹了三維形貌測量儀的基本測量原理和方法，并對掃描測量的相位提取和相位拼接方法等進(jìn)行了研究，找到了適合本測量系統(tǒng)的相位提取和圖像拼接方法。
　　4.對該掃描測量系統(tǒng)的標(biāo)定方法進(jìn)行了

4、研究，找到了高度和相位差之間的映射關(guān)系，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)標(biāo)定的原理和方法，并對標(biāo)定方法進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　5.基于測量原理和方法，設(shè)計(jì)了一套完整的掃描測量系統(tǒng)。采用C++builder編寫了完整的掃描圖像采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了掃描圖像的自動采集和保存。采用Matlab軟件編寫了圖像處理程序，完成了對掃描圖像的相位提取、相位展開、圖像拼接、系統(tǒng)標(biāo)定和三維顯示等，實(shí)現(xiàn)了自動化測量。采用該系統(tǒng)對不同的物體分別進(jìn)行了測量實(shí)驗(yàn)，得到了較好的