[发明专利]基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量系统，其特征在于，所述三维面形测量系统包括：

DLP投影设备(1)、第一透镜组(2)、TIR棱镜(3)、第一数字微镜器件DMD(4)、第二透镜组(5)、第二数字微镜器件DMD(6)、第三透镜组(7)、数字相机(8)和上位机(9)；

所述DLP投影设备(1)用于向待测高反光表面(10)投射多幅条纹光栅，所述光栅经所述待测高反光表面(10)反射后形成含有待测高反光表面面形信息的反射光；

所述第一透镜组(2)和所述TIR棱镜(3)均设置于所述待测高反光表面(10)与所述第一数字微镜器件DMD(4)之间所形成的主光轴(201)上，所述反射光依次通过所述第一透镜组(2)和所述TIR棱镜(3)进入所述第一数字微镜器件DMD(4)，所述第一透镜组(2)用于将含有待测高反光表面面形信息的反射光完整投射到所述第一数字微镜器件DMD(4)；

所述第一数字微镜器件DMD(4)用于对所述反射光进行空间信息的编码调制，得到第一调制反射光；

所述TIR棱镜(3)用于对所述第一调制反射光进行全反射，得到全反射后第一调制反射光；

所述第二透镜组(5)设置于所述TIR棱镜(3)全反射表面与所述第二数字微镜器件DMD(6)之间所形成的主光轴(202)上；所述第二透镜组(5)用于将所述全反射后第一调制反射光完整成像于所述第二数字微镜器件DMD(6)；

所述第二数字微镜器件DMD(6)用于对所述全反射后第一调制反射光进行时间信息的编码调制，得到第二调制反射光；

所述第三透镜组(7)设置于所述第二数字微镜器件DMD(6)与所述数字相机(8)之间所形成的主光轴(203)上；所述第三透镜组(7)用于将所述第二调制反射光完整成像于所述数字相机(8)上，所述数字相机(8)将成像数据传输给所述上位机(9)，所述上位机(9)根据所述成像数据得到待测高反光表面的动态三维面形。

2.根据权利要求1所述的基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量系统，其特征在于，所述三维面形测量系统还包括：黑体(11)，所述黑体(11)用于对所述三维面形测量系统杂散光的吸收。

3.根据权利要求1所述的基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量系统，其特征在于，所述多幅条纹光栅为符合正弦规律且不同频率的条纹光栅。

4.根据权利要求1所述的基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量系统，其特征在于，所述第二透镜组(5)所在的主光轴(202)与所述第三透镜组(7)所在的主光轴(203)之间的夹角为24°。

5.根据权利要求1所述的基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量系统，其特征在于，所述数字相机(8)采用工业数字相机。

6.一种基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任意一项所述的基于双DMD的高反光表面动态三维面形测量系统，所述三维面形测量方法包括：

获取三维面形测量信号；

发送第一触发指令控制所述DLP投影设备开启，使所述DLP投影设备产生的多幅条纹光栅投射于待测高反光表面；

发送第二触发指令控制所述第一数字微镜器件DMD开启，使所述第一数字微镜器件DMD对接收到的所述反射光进行空间信息的编码调制；

判断所述待测高反光表面是否为静止；

若是，发送第三触发指令控制所述第二数字微镜器件DMD的编码功能关闭，将所述全反射后第一调制反射光射出第二数字微镜器件DMD；

若否，发送第四触发指令控制所述第二数字微镜器件DMD的编码功能开启，使所述第二数字微镜器件DMD对接收到的所述全反射后第一调制反射光进行时间信息的编码调制；

发送第五触发指令控制所述数字相机开启，将采集从所述第三透镜组出来的成像数据；

根据所述成像数据采用相移法，计算待测高反光表面的三维面形。