時空間スペックルグラムの周波数解析による立体計測法の研究

基于时空散斑图频率分析的立体测量方法研究

• 批准号: 04650035
• 负责人: 武田 光夫
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650035/
• 关键词: 立体計測; スペックル干渉; 干渉計測; フーリエ変換法

従来の代表的な非接触立体計測法であるモアレ法は,連続で滑らかな形状の物体に対しては有効であるが,モアレ縞の縞次数に飛びが生じるような強い段差や不連続性をもつ物体は測定できない.また,ステレオ視差法は,ステレオ画像の対応点決定の計算量が多いという問題に加えて,反射率が一様な表面を持つ物体の場合には照合する特徴点が得られないという問題がある.本研究では,従来の立体計測法が対応できないこれらの物体の形状を非接触で自動計測することを目的として以下のように新しい立体計測法の原理を考案し実験によりその有効性を実証した.(1)従来のモアレ法やステレオ視差法のような基線を媒介とした3角測量法的な原理に代わるものとして,光波干渉を利用した直接的な2点間測距の原理を採用し,それを被測定物体上の全点に対して多点同時並列的に実現するような新しい方法の原理を考案した.粗面物体を測定できるようにスペックル干渉計と類似な光学系を用いたが,スペックル干渉計測法は物体の元の位置・形状からの相対的な変位・変形を測る,いわば差分量△hの計測技術であったのに対して,本研究の方法は,位置・形状そのもの,すなわちh自身の計測技術である点にその特長と新規性がある.(2)光源に波長走査可能な半導体レーザを用い,干渉計のなかにテレセントリック結像系を導入し,物体をイメージセンサ上に共役結像することにより,粗面物体上の各点からの散乱光を再統合して各点が互いに独立な干渉光路をもつ(画素と同数の)超多チャンネル測距干渉計が実現できることを見いだし,上述の原理に基づく立体計測システムを構築した.(3)段差のある針状物体や深穴の形状を非接触自動測定することにより原利の有効性を実験的に確認した.

The representative non-contact three-dimensional measurement method of 従来のであるモアレ法は, even the sliding object of the shape is effectiveるが,モアレ缟の缟number of timesに飞びが生じるようなstrongいstep differenceや不continuous続性をもつobjectはmeasurementできない.また,ステレオparallax methodは,ステレオImage point determination and calculation amount are many,いというproblemにplusえて, reflectivityが一様なThe situation where the surface is holding the object is the same as the special point. The problem of the object is the problem. This study is based on the three-dimensional plan. Measuring method が対応できないこれらのObject shape を Non-contact で Automatic measurement することを Purpose として のように新しThe principle of the stereometric measurement method and the validity of the three-dimensional measurement method are verified. (1) The parallax of the three-dimensional measurement method. The principle of the method of base line measurement and the 3-angle measurement method, the direct use of light waves The principle of distance measurement between 2 points is adopted, and all points on the measured object are parallel to each other at the same time. The principle of the method is the test case. The rough surface object is measured and the measurement method is similar to the optical system. , スペックル干渉 measurement method は Object の元の position and shape か ら の な 変 position ・ 変 shape を measurement る , い わ ば difference component △hのMeasurement technologyであったのに対して,This study's methodは,Position and shapeそのもの,すなわちh's own measurement technology The special features and new regulations are the same. (2) The wavelength of the light source can be checked and the semiconductor can be used, and the interference meter can be usedにテレセントリック knot image system を Import し, Object をイメージセンサ上に公service knot image することにより, Rough surface object Each point on the top is scattered light and re-integrated. Each point is independent of each other. The light path is independent. The above principle is based on the three-dimensional measurement and construction. (3) The non-contact automatic measurement of the shape of the needle-shaped object and the deep hole of the step difference and the validity of the original profit are confirmed.

项目成果

M.Takeda and H.Yamamoto: "Fourier transform speckle Profilometry for shape measurement" Technical Digest,16th Congress of the International Commission for Optics(Budapest). (1993)

M.Takeda 和 H.Yamamoto：“用于形状测量的傅里叶变换散斑轮廓测量法”技术文摘，国际光学委员会第十六届大会（布达佩斯）。

山本 浩和 武田 光夫: "時空間スペックルグラムのスペクトル解析による立体計測法" 光学連合シンポジウム京都'92予稿集. 17-18 (1992)

Hirokazu Yamamoto 和 Mitsuo Takeda：“使用时空散斑图光谱分析的立体测量”京都光学联盟研讨会论文集 92 17-18 (1992)。

山本 浩和 武田 光夫: "時空間スペックルグラムによる立体計測法(II)" 第39回応用物理学会講演予稿集. 290-A9 (1992)

Hirokazu Yamamoto 和 Mitsuo Takeda：“使用时空散斑图的立体测量 (II)”第 39 届日本应用物理学会会议记录 290-A9 (1992)。