[实用新型]灵敏度可调的Shadow Moiré测量系统

说明书

本实用新型公开了一种灵敏度可调的Shadow Moiré测量系统，包括计算机、CCD摄像机、伺服电机、透镜准直系统、可调光源、载物台、正弦光栅和被测物体；正弦光栅置于被测物体的上方，被测物体置于载物台上，载物台与正弦光栅平行布置；伺服电机位于载物台的下方，用于驱动载物台进行相移运动；可调光源通过透镜准直系统投射出平行光照射到正弦光栅上；CCD摄像机位于正弦光栅的上方，摄像头正对正弦光栅，用于采集moiré变形条纹图；计算机分别与CCD摄像机和伺服电机连接，用于进行控制。本实用新型通过灵敏度调节机构实现入射光角度的调整，进而实现灵敏度与被测表面的合理匹配，能够快速实现对复杂表面的测量，结构简单且能够有效提高测量精度。

技术领域

本实用新型属于光学测量技术领域，涉及到表面非接触三维光学测量，具体涉及一种灵敏度可调的Shadow Moiré测量系统。

背景技术

Shadow Moiré非接触式三维光学表面测量技术，是利用光投射到光栅上，在被测物表面产生阴影光栅，而阴影光栅受到被测物表面形状的调制会发生变形，从CCD摄像机处观测到阴影光栅与光栅重叠形成moiré变形条纹。变形条纹中包含有物体表面信息，通过分析变形条纹获得被测表面形貌信息，并采用相移技术提高测量精度。Shadow Moiré光学三维测量技术由于具有非接触性、高精度和全场显示等优点，广泛应用在计算机视觉、机械零件的仿形加工、力学研究中的形状及离面位移测量、复杂物体的三维建模以及医学测量等领域。

在传统的Shadow Moiré测量中，测量系统结构安装及相对位置精度要求较高，以确保测量灵敏度的稳定及精准，测量系统的测量灵敏度基于系统结构而固定不变，进而限制了测量精度和测量分辨率，特别是对于复杂表面的测量，固定的测量灵敏度不能确保测量的可靠性。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型提供了一种灵敏度可调的ShadowMoiré测量系统，通过灵敏度调节机构实现入射光角度的调整，进而实现灵敏度与被测表面的合理匹配，能够快速实现对复杂表面的测量。

本实用新型基于传统Shadow Moiré测量固有限制，引入测量灵敏度调节系统，在连续相移运动中，通过分析条纹图任一点光强变化，获得测量过程中实际测量灵敏度及光强变化规律，并通过分析条纹质量，调节测量灵敏度及光强补偿测量获得高质量条纹图，进而保证测量可靠性和高精度结果。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种灵敏度可调的Shadow Moiré测量系统，包括计算机、CCD摄像机、伺服电机、透镜准直系统、可调光源、载物台、正弦光栅和被测物体；所述正弦光栅置于被测物体的上方，所述被测物体置于载物台上；所述载物台与正弦光栅平行布置，二者之间存在一定的距离；所述伺服电机位于载物台的下方，用于驱动载物台进行连续相移运动；所述可调光源通过透镜准直系统投射出平行光照射到正弦光栅上；所述CCD摄像机位于正弦光栅的上方，摄像头正对正弦光栅，用于采集moiré变形条纹图；所述计算机与CCD摄像机连接，用于控制CCD摄像机采集moiré变形条纹图并进行图像处理；所述计算机和伺服电机连接，用于控制伺服电机进行连续相移运动。

优选地，还包括测量灵敏度可调机构，其包含：步进电机、旋转电机和带动支架；所述步进电机与带动支架的一端相连，带动支架的另一端与透镜准直系统相连，步进电机用于驱动带动支架以及透镜准直系统作水平运动；所述旋转电机与透镜准直系统连接，用于调整入射光角度；所述步进电机和旋转电机均由计算机进行控制。

优选地，所述可调光源由计算机进行控制并可以调节光源输出光强。

优选地，所述透镜准直系统中的准直光源与CCD摄像机的摄像头在同一水平面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：