効率的な幾何学モデリングと双軸MEMSベースのフリンジ投影プロフィロメトリーの関節校正

科学分野:

• オプティカル・メトロロジー
• 3D形状の測定 3D形状の測定 3D形状の測定
• マイクロ電気機械システム (MEMS)

背景:

• フリンジ投影プロフィロメトリ (FPP) は,高精度の3D形状測定に不可欠です.
• バイアキアルMEMSレーザースキャンプロジェクターは,広範囲のFPPを可能にしますが,結合された非線形鏡の動きに苦しんでいます.
• この非線形運動は,理想的なスキャン軌道からの偏差を引き起こすことによって,校正を複雑にします.

研究 の 目的:

• 二軸MEMSプロジェクターを使用するFPPシステムの堅牢な校正方法を開発する.
• 非線形およびカップリングされたスキャン動作によって引き起こされる課題に対処するために.
• 3D形状再構築の正確性と一貫性を向上させるため.

主な方法:

• MEMSの傾斜角度に相をマップするフェーズ・アングル・レイモデル (PARM) の導入.
• PARMを用いた投射射線の分析派生.
• ピンホールとレイベースのイメージングモデルを利用した2つの校正フレームワークの開発.
• 標準平面と球のターゲットから幾何学的制約を統合する.

主要な成果:

• 提案されたPARMは,双軸MEMSミラーの非線形スキャン行動を効果的にモデル化しています.
• 開発された校正フレームワークは,高い精度を達成します.
• 既存の方法と比較して,メトリックの一貫性と正確な3D再構築の改善が実証されました.

結論:

• PARMベースの校正方法は,MEMSベースのFPPシステムによる3D形状測定の精度を大幅に高めます.
• このアプローチは,複雑なスキャン軌道の伝統的な校正方法の限界を克服します.
• より信頼性と精度の高い大範囲の3D計測アプリケーションを可能にします.