微顯示3D形貌測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)科技的不斷追求，3D形貌測(cè)試被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)治療、產(chǎn)品檢驗(yàn)、安全防護(hù)、軍事偵察等方面。按照測(cè)量方式的不同可劃分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量，接觸式測(cè)量技術(shù)成熟且具有較高的測(cè)量精度，但測(cè)量速度慢無(wú)法做到無(wú)損檢測(cè)，非接觸式測(cè)量測(cè)量迅速且對(duì)測(cè)量物體不產(chǎn)生損壞因此具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以光學(xué)主動(dòng)式投影柵相位法對(duì)待測(cè)物體進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)結(jié)構(gòu)光柵投影到待測(cè)物體表面，物體的高度導(dǎo)致結(jié)構(gòu)光畸變，通過(guò)對(duì)畸變條紋和參考條紋的圖像處理獲取與

2、物體高度相關(guān)的相位信息，利用相位與物體高度的線性關(guān)系重構(gòu)物體3D形貌達(dá)到測(cè)量的目的?；谠撓到y(tǒng)本文的主要工作如下：
　　硬件部分通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析，設(shè)計(jì)了 FPGA開(kāi)發(fā)平臺(tái)，完成了原理圖及PCB的制作；基于FPGA開(kāi)發(fā)板完成了LCOS微顯示模塊的Verilog代碼設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì) LCOS模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序分析，編寫(xiě)了測(cè)試文件搭建了功能仿真測(cè)試平臺(tái)并通過(guò)了功能仿真，實(shí)現(xiàn)了微顯示模塊驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)；基于 FPGA開(kāi)發(fā)板通過(guò)調(diào)用FPGA內(nèi)

3、部IP核完成了CMOS圖像采集模塊Verilog代碼設(shè)計(jì)，并構(gòu)建了仿真測(cè)試環(huán)境完成了功能仿真，實(shí)現(xiàn)了圖像的正常采集；基于交叉光軸系統(tǒng)完成了系統(tǒng)的搭建并進(jìn)行了系統(tǒng)垂直度和平行度標(biāo)定，通過(guò)實(shí)際測(cè)量分析了微顯示3D形貌測(cè)量系統(tǒng)的性能。
　　軟件部分基于MATLAB開(kāi)發(fā)平臺(tái)編寫(xiě)圖像處理程序?qū)Σ杉降膱D像進(jìn)行預(yù)處理和噪聲處理，然后通過(guò)傅里葉變換輪廓術(shù)將圖像從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行基頻提取獲取折疊相位，利用質(zhì)量圖引導(dǎo)路徑積分相位展開(kāi)法對(duì)折疊相位進(jìn)