基于激光多線結構光的超高溫材料三維重建方法

在風洞試驗高溫高焓值高速氣流沖刷條件下，熱防護材料的表面形貌和外形結構變化情況，對于保持飛行器良好氣動外形和安全飛行具有重要意義。傳統的接觸式檢測方法，使用螺旋測微器等進行離線測量，只能反映實驗前和實驗后兩個狀態的變化情況，無法表征結構件外形的動態變化過程。植入式光纖傳感器實現了燒蝕率的在線測量，但只能測量被測物的一個單點變形，具有很大的局限性。

針對高溫背景輻射問題，本項目提出使用功率達到2000mW，532nm激光光源作為結構光照明光源，配合使用窄帶寬組合濾波片，能夠實現2000攝氏度高溫環境下的背景輻射抑制和成像。相關光源具有高功率，窄帶寬的特點，便于使用窄帶寬濾波片過濾有用信號。但是，相干光源的使用也會帶來標定困難的問題。在標定過程中，相干光源投影出的標定圖像在標定板表面會發生散斑噪聲問題，干擾棋盤格的角點提取從而使得標定失敗。本文針對上述問題，提出常溫藍光標定，激光高溫測量的方法。此外，針對面陣結構光高質量投影覆蓋問題，使用TI生產的DMD芯片作為光反射部件，定制長焦投影鏡頭，1臺工業相機，定制一套“單相機投影儀三維結構光測量系統”。相比較于單線或線掃結構光方案，TI生產的DMD芯片可以投射定制化的線陣或面陣，并且可以實現快速線陣切換從而實現全場結構光覆蓋。

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