СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

В статье описывается новый способ определения разности между двумя полями фазовых значений. Метод определения разности фазовых полей может быть использован при исследовании напряженно-деформированного состояния объектов методами голографической интерферометрии или для измерения полей смещений и деформаций при исследовании больших объектов методами фазового структурированного освещения.

В последние годы широкое распространение получили системы для измерения профиля объектов, основанные на методе пошагового фазового сдвига (PSI). При интерференционных исследованиях возникает картина полос с периодом, определяемым длиной волны и углом между интерферирующими полосами. При структурированном освещении объекта синусоидальными полосами находится поле фазовых величин с периодом, определяемым величиной периода проецированной синусоидальной картины. По серии картин с известными значениями фазового сдвига находятся поля фаз, пропорциональные профилю поверхности с наклоном, соответствующим несущей частоте.

Для определения разности двух фазовых полей необходимо сначала устранить фазовую неоднозначность для каждого из них и только после этого вычитать искомые значения. В статье предлагается по найденным фазовым значениям генерировать новые серии синусоидальных полос с выбранными значениями сдвигов,затем определять поле разности фаз методом PSI.

Предлагаемый в статье способ позволяет вместо устранения фазовой неоднозначности для каждого состояния объекта использовать удаление неоднозначности только для искомой разности фаз. Если разность фазовых полей – более простая функция, чем профиль анализируемой поверхности, то достигается значительное упрощение при анализе переходов через период.

1. Carre P. Installation et utilisation du comparateurphotoelectrique et interferential du Bureau International des Poids et Mesures // Metrologia. – 1966. – Vol. 2 (1). – P. 13–23.

2. Crane R. Interference phase measurement // Applied Optics. – 1969. – Vol. 8, N 3. – P. 538–542.

3. Creath K. Phase-measurement interferometry techniques // Progress in Optics. – 1988. – Vol. 26. – P. 349–393.

4. Hariharan P., Oreb B.F., Brown N. A digital phase-measurement system for real-time holografic interferometry // Optics Communication. – 1982. – Vol. 41, N 6. – P. 393–396.

5. Wyant J.C. Interferometric optical metrology: basic principles and new systems // Laser Focus. – 1982. – Vol. 18, N 5. – P. 65–67.

6. Wyant J.C., Creath K. Recent advances in interferometric optical testing // Laser Focus. – 1985. – Vol. 21, N 11. – P. 118–132.

7. Ильиных С.П.., Гужов В.И. Обобщенный алгоритм расшифровки интерферограмм с пошаговым сдвигом // Автометрия. – 2002. – № 3. – С. 123–126.

8. Caspi D., Kiryati N., Shamir J. Range imaging with adaptive color structured light // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. – 1998. – Vol. 20, N 5. – P. 470–480.

9. Zhang L., Curless B., Seitz S.M. Rapid shape acquisition using color structured light and multi-pass dynamic programming // International Symposium on 3D Data Processing Visualization and Transmission. – Padova, Italy, 2002. – P. 24–26.

10. Horn E., Kiryati N. Toward optimal structured light patterns // Image Vision Computing. – 1999. – Vol. 17, N 2. – P. 87–97.

11. Salvi J., Batlle J., Mouaddib E. A robust-coded pattern projection for dynamic 3D scene measurement // Pattern Recognition Letters. – 1998. – Vol. 19 (11). – P. 1055–1065.

12. Гужов В.И., Ильиных С.П., Уберт А.Г. Проекционный метод измерения рельефа объекта // Научный вестник НГТУ. – 2012. – № 1. – С. 23–28.

13. Zhang S. High-resolution, real-time 3-D shape measurement: Dr of Philosophy in Mechanical Engineering diss. – Stony Brook, NY, 2005. – 127 p.

14. Гужов В.И., Солодкин Ю.Н. Анализ точности определения полной разности фаз в целочисленных интерферометрах // Автометрия. – 1992. – № 6. – С. 24–30.

15. Решение проблемы фазовой неоднозначности методом целочисленной интерферометрии / В.И. Гужов, С.П. Ильиных, Р.А. Кузнецов, А.Р. Вагизов // Автометрия. – 2013. – Т. 49, № 2. – С. 85–91.