牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(二)——位相-高度轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
作者:高 勃 王忠義 施長溪 殷功杰 劉 波
單位:第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院修復(fù)科 〔高勃 (現(xiàn)在西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做博士后) 王忠義 施長溪 710032);中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所 (殷功杰 劉波)
關(guān)鍵詞:位相全息圖;高度;轉(zhuǎn)換
實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志990421 〔摘要〕 目的:驗(yàn)證牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)的結(jié)果。方法:用牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)測量標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀石膏模型,將測量得到的位相值轉(zhuǎn)成該石膏模型表面高度值。結(jié)果:得到標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀石膏模型表面實(shí)際高度圖,比較準(zhǔn)確地反映出了被測量圓柱標(biāo)準(zhǔn)試件的高度。結(jié)論:所采取標(biāo)定實(shí)驗(yàn)簡單實(shí)用。
A demarcating experiment on an optical instrument for
, 百拇醫(yī)藥
measuring tooth-crown 3-D shapes--phase-height
conversion experiment
Gao Bo, Wang Zhongyi,Shi Changxi,et al.The State Key Laboratory of Solidification Processing in Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072
〔Abstract〕Objective:To validat the resuls from the demarcating experiments on an optical instrument for measuring tooth-crown 3-D shapes(One).Method:A standard column plaster cast was measured with the optical instrument for measuring tooth-crown 3-D shapes,then phase value of the column plaster cast was transformed to an actual value.Results:The actual height distributing maps of the standard column plaster cast surface were obtained.Conclusion:This method is brief and practical in application.
, 百拇醫(yī)藥
Key words Phase hologram;Height;Conversion
為了檢驗(yàn)牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)的結(jié)果〔1〕,我們采用標(biāo)定曲線進(jìn)行三維測量中的位相-高度轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。
1 材料與方法
1.1 儀器與設(shè)備:采用自行研制的牙冠面形三維測量分析系統(tǒng)〔2〕。
1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象:加工圓柱形的標(biāo)準(zhǔn)測量鋁合金試件,圓柱直徑(14±0.01) mm,鑲嵌于標(biāo)準(zhǔn)平面之中,露出平面部分的高度為(3±0.01) mm。翻制成石膏模型。
1.3 測量方法
1.3.1 將鑲嵌于標(biāo)準(zhǔn)平面中的石膏模型圓柱面朝向光柵投影系統(tǒng),沿光軸方向移動(dòng)平面使其上面的光柵條紋對(duì)比度最好,抓拍條紋圖進(jìn)入計(jì)算機(jī),進(jìn)行位相解調(diào)和去包裹計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存。如圖1所示。
, 百拇醫(yī)藥
圖1 位相—高度轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)示意圖
1.3.2 將所得石膏模型圓柱表面位相圖減去儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中的參考平面位相圖,得到位相差圖,儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)中。
1.3.3 根據(jù)牙冠外形三維測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)得到的位相—高度對(duì)應(yīng)曲線,進(jìn)行位相—高度轉(zhuǎn)換,得到露出平面部分圓柱形的標(biāo)準(zhǔn)測量試件的實(shí)際高度值。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖2為高度轉(zhuǎn)化以前的位相曲線,可見測量時(shí)參考平面發(fā)生了傾斜(圖中虛線為參考平面)。將位相曲線與參考平面相減,形成位相差曲線。然后根據(jù)位相—高度對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到高度輪廓,圖3為轉(zhuǎn)換結(jié)果。在整幅位相圖上進(jìn)行位相—高度轉(zhuǎn)換,形成被測物體的三維表面輪廓如圖4所示。
, http://www.www.srpcoatings.com 圖2 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的測量位相分布
圖3 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的三維標(biāo)定測量結(jié)果
圖4 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的三維測量圖
3 討 論
變形光柵條紋直接分析方法,實(shí)際上就是將被測物體表面的高度信息調(diào)制到光柵條紋的位相中去,然后利用正交驗(yàn)波算法將光柵條紋的位相信號(hào)解調(diào)出來。解調(diào)出來的位相值必須經(jīng)過位相—高度轉(zhuǎn)換,才能再現(xiàn)被測物體表面的實(shí)際高度值。本實(shí)驗(yàn)的目的在于將測量得到的標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀石膏模型表面的位相值轉(zhuǎn)換成該模型表面的高度值,并和已知的標(biāo)準(zhǔn)石膏模型對(duì)照,驗(yàn)證我們?cè)O(shè)計(jì)的位相—高度曲線是否可靠。根據(jù)圖3 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的三維標(biāo)定測量結(jié)果,從縱座標(biāo)觀察,或者通過插值計(jì)算,可以求出圓柱露出標(biāo)準(zhǔn)平面最高點(diǎn)的高度值,圓柱露出平面部分的高度為(3±0.06) mm左右,而實(shí)際值為(3±0.01) mm左右,因此比較準(zhǔn)確地反映出了被測圓柱標(biāo)準(zhǔn)試件的高度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),我們?cè)O(shè)計(jì)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)簡單實(shí)用,無需精密轉(zhuǎn)臺(tái)等復(fù)雜儀器設(shè)備,易于調(diào)整操作。被測試件更為簡單,易于加工,計(jì)算量少。并且可以將標(biāo)定測量結(jié)果,編制插值計(jì)算相關(guān)程序后存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中,每次測量時(shí)實(shí)現(xiàn)位相值與實(shí)際高度值的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,從而得到牙冠表面實(shí)際的三維測量數(shù)值。
參考文獻(xiàn)
1高勃,王忠義,施長溪,等.牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)——誤差消除和標(biāo)定曲線獲得.實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志,1999,15(4):299
2 高勃,王忠義,張少鋒,等.光柵變形條紋直接分析法用于牙冠形狀的三維測量——正交驗(yàn)波法. 實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志 1998;14(2):125
(收稿:1998-10-10 修回:1999-02-10), http://www.www.srpcoatings.com
單位:第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院修復(fù)科 〔高勃 (現(xiàn)在西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做博士后) 王忠義 施長溪 710032);中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所 (殷功杰 劉波)
關(guān)鍵詞:位相全息圖;高度;轉(zhuǎn)換
實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志990421 〔摘要〕 目的:驗(yàn)證牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)的結(jié)果。方法:用牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)測量標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀石膏模型,將測量得到的位相值轉(zhuǎn)成該石膏模型表面高度值。結(jié)果:得到標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀石膏模型表面實(shí)際高度圖,比較準(zhǔn)確地反映出了被測量圓柱標(biāo)準(zhǔn)試件的高度。結(jié)論:所采取標(biāo)定實(shí)驗(yàn)簡單實(shí)用。
A demarcating experiment on an optical instrument for
, 百拇醫(yī)藥
measuring tooth-crown 3-D shapes--phase-height
conversion experiment
Gao Bo, Wang Zhongyi,Shi Changxi,et al.The State Key Laboratory of Solidification Processing in Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072
〔Abstract〕Objective:To validat the resuls from the demarcating experiments on an optical instrument for measuring tooth-crown 3-D shapes(One).Method:A standard column plaster cast was measured with the optical instrument for measuring tooth-crown 3-D shapes,then phase value of the column plaster cast was transformed to an actual value.Results:The actual height distributing maps of the standard column plaster cast surface were obtained.Conclusion:This method is brief and practical in application.
, 百拇醫(yī)藥
Key words Phase hologram;Height;Conversion
為了檢驗(yàn)牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)的結(jié)果〔1〕,我們采用標(biāo)定曲線進(jìn)行三維測量中的位相-高度轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。
1 材料與方法
1.1 儀器與設(shè)備:采用自行研制的牙冠面形三維測量分析系統(tǒng)〔2〕。
1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象:加工圓柱形的標(biāo)準(zhǔn)測量鋁合金試件,圓柱直徑(14±0.01) mm,鑲嵌于標(biāo)準(zhǔn)平面之中,露出平面部分的高度為(3±0.01) mm。翻制成石膏模型。
1.3 測量方法
1.3.1 將鑲嵌于標(biāo)準(zhǔn)平面中的石膏模型圓柱面朝向光柵投影系統(tǒng),沿光軸方向移動(dòng)平面使其上面的光柵條紋對(duì)比度最好,抓拍條紋圖進(jìn)入計(jì)算機(jī),進(jìn)行位相解調(diào)和去包裹計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存。如圖1所示。
, 百拇醫(yī)藥
圖1 位相—高度轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)示意圖
1.3.2 將所得石膏模型圓柱表面位相圖減去儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中的參考平面位相圖,得到位相差圖,儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)中。
1.3.3 根據(jù)牙冠外形三維測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)得到的位相—高度對(duì)應(yīng)曲線,進(jìn)行位相—高度轉(zhuǎn)換,得到露出平面部分圓柱形的標(biāo)準(zhǔn)測量試件的實(shí)際高度值。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖2為高度轉(zhuǎn)化以前的位相曲線,可見測量時(shí)參考平面發(fā)生了傾斜(圖中虛線為參考平面)。將位相曲線與參考平面相減,形成位相差曲線。然后根據(jù)位相—高度對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到高度輪廓,圖3為轉(zhuǎn)換結(jié)果。在整幅位相圖上進(jìn)行位相—高度轉(zhuǎn)換,形成被測物體的三維表面輪廓如圖4所示。
, http://www.www.srpcoatings.com 圖2 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的測量位相分布
圖3 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的三維標(biāo)定測量結(jié)果
圖4 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的三維測量圖
3 討 論
變形光柵條紋直接分析方法,實(shí)際上就是將被測物體表面的高度信息調(diào)制到光柵條紋的位相中去,然后利用正交驗(yàn)波算法將光柵條紋的位相信號(hào)解調(diào)出來。解調(diào)出來的位相值必須經(jīng)過位相—高度轉(zhuǎn)換,才能再現(xiàn)被測物體表面的實(shí)際高度值。本實(shí)驗(yàn)的目的在于將測量得到的標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀石膏模型表面的位相值轉(zhuǎn)換成該模型表面的高度值,并和已知的標(biāo)準(zhǔn)石膏模型對(duì)照,驗(yàn)證我們?cè)O(shè)計(jì)的位相—高度曲線是否可靠。根據(jù)圖3 圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件的三維標(biāo)定測量結(jié)果,從縱座標(biāo)觀察,或者通過插值計(jì)算,可以求出圓柱露出標(biāo)準(zhǔn)平面最高點(diǎn)的高度值,圓柱露出平面部分的高度為(3±0.06) mm左右,而實(shí)際值為(3±0.01) mm左右,因此比較準(zhǔn)確地反映出了被測圓柱標(biāo)準(zhǔn)試件的高度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),我們?cè)O(shè)計(jì)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)簡單實(shí)用,無需精密轉(zhuǎn)臺(tái)等復(fù)雜儀器設(shè)備,易于調(diào)整操作。被測試件更為簡單,易于加工,計(jì)算量少。并且可以將標(biāo)定測量結(jié)果,編制插值計(jì)算相關(guān)程序后存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中,每次測量時(shí)實(shí)現(xiàn)位相值與實(shí)際高度值的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,從而得到牙冠表面實(shí)際的三維測量數(shù)值。
參考文獻(xiàn)
1高勃,王忠義,施長溪,等.牙冠外形三維光學(xué)測量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)(一)——誤差消除和標(biāo)定曲線獲得.實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志,1999,15(4):299
2 高勃,王忠義,張少鋒,等.光柵變形條紋直接分析法用于牙冠形狀的三維測量——正交驗(yàn)波法. 實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志 1998;14(2):125
(收稿:1998-10-10 修回:1999-02-10), http://www.www.srpcoatings.com