基于激光多线结构光的超高温材料三维重建方法

在风洞试验高温高焓值高速气流冲刷条件下，热防护材料的表面形貌和外形结构变化情况，对于保持飞行器良好气动外形和安全飞行具有重要意义。传统的接触式检测方法，使用螺旋测微器等进行离线测量，只能反映实验前和实验后两个状态的变化情况，无法表征结构件外形的动态变化过程。植入式光纤传感器实现了烧蚀率的在线测量，但只能测量被测物的一个单点变形，具有很大的局限性。

针对高温背景辐射问题，本项目提出使用功率达到2000mW，532nm激光光源作为结构光照明光源，配合使用窄带宽组合滤波片，能够实现2000摄氏度高温环境下的背景辐射抑制和成像。相关光源具有高功率，窄带宽的特点，便于使用窄带宽滤波片过滤有用信号。但是，相干光源的使用也会带来标定困难的问题。在标定过程中，相干光源投影出的标定图像在标定板表面会发生散斑噪声问题，干扰棋盘格的角点提取从而使得标定失败。本文针对上述问题，提出常温蓝光标定，激光高温测量的方法。此外，针对面阵结构光高质量投影覆盖问题，使用TI生产的DMD芯片作为光反射部件，定制长焦投影镜头，1台工业相机，定制一套“单相机投影仪三维结构光测量系统”。相比较于单线或线扫结构光方案，TI生产的DMD芯片可以投射定制化的线阵或面阵，并且可以实现快速线阵切换从而实现全场结构光覆盖。

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