用於通過單視角背照射逆光照相法不接觸式測量具有兩層的三維物體的方法

2023-06-08 17:49:26

專利名稱：用於通過單視角背照射逆光照相法不接觸式測量具有兩層的三維物體的方法
技術領域：
本發明涉及 一種通過單#見角背照射逆光照相法(ombroscopie optique ^ une seule vue,英文為single-view backlit shadowgraphy )用
於不接觸式(非接觸式)測量或者表徵具有兩層的三維物體的方法。
本方法尤其適用於
-不4妄觸式測量具有兩層的透明中空物體的內表面的變形或者 粗糙度，
-測量具有兩層的各向同性透明中空物體的4斤射率， -測量具有兩層的透明中空物體的內層的厚度，
-通過4空制復原而4吏這才羊的物體的內層——至丈(mise en conformity )，
-通過J求形i皆波分對斤方法基於三維重顯(reconstruction ，重構， 再現)來計算這樣的物體的粗糙度。
相對於可見光透明的或者至少半透明的兩層的中空三維物體 的不接觸式空間測量存在^f艮多困難。為了克服這些困難，已知使用通過背照射逆光照相法的測量技 術。這種技術應用於可以單視角觀察的物體，特別是那些難以進入
(acc6der)的物體的表^正。
在本發明中，被表徵的物體主要是中空球體。
本發明4吏得可以從該物體的逆光照相底片 (cliche ombroscopique )，在空間上估計所》見察物體的內表面的面積，並且 藉助於逆光照相和幹涉測量》見察來確定具有兩層的半透明中空物 體的內表面的狀態。
背景技術：
已知兩種技術用於測量中空球體的厚度和直徑，即幹涉測量法 和X射線照相法。如果物體放置在一個複雜的基層結構(基礎結構， infrastructure)中並且不能從外部進行操作，那麼不能使用X射線 照相法。
當然，存在一些使用單一圖像對物體進行三維重顯(或再現) 的方法，但是它們的應用(實施)假定這些物體具有大量的對稱。 另外，重顯是整體上的。
幹涉測量法是一種可以用在複雜的基層結構中的精確的方法， 但是它的實施很繁難。
通過以下我們3尋參考的文獻，還已知通過背照射逆光照相法用 於測量三維物體的兩種方法，於2004年9月30日公布的國際申請WO2004/083772, "Method of measuring three-dimensional objects by single-view optical shadowgraphy"
6[2]於2006年3月23日公布的國際申請WO2006/030149, "Method of measuring dimensional objects by single-view optical shadowgraphy， using light propagation optical laws"。
文獻[l]中公開的技術需要系統地建立來自於藉助光學軟體進 行的模擬的數據表，該表涵蓋了被觀察物體的不同尺寸的全部範 圍。該表中的數據能夠通過內插法回溯到物體的尺寸測量。納入數 據表中的尺寸範圍越大，如果希望保持某一精確度，則建立該表的 時間越長。
文獻[2]公開的技術是基於斯涅耳-笛卡爾光學幾何(幾何光學) 原理(Snell-Descartes optogeometric laws )， 並且僅僅構成對希望表 徵的中空物體的內表面狀態的粗略估計。在這一技術中，直接使用 所觀察的曲面作為該物體的內層的內壁。另外，觀察區域被限制於 總體上J求形的物體的赤道平面(plan Equatorial )。〗吏用該才支術無法 進行中空物體的內表面的空間重顯。另外，在文獻[2]中沒有提及空 間重顯方法。

發明內容
本發明的目的在於解決上述缺陷。
它主要涉及基於物體的逆光照相圖像，兩層物體的內壁在靠近 該物體的赤道的區i或上的三維重顯。
除了這種不接觸式光學方法之外，另一種表徵多個部位 (points)的方法被使用。由此進行對光線半透明或透明的兩層物 體的內壁的總體上的三維重顯。由於整個內壁^皮重顯，因此這種三維重顯是總體上的。為此， 使用確定變形球體參數的特定函數。
逆光照相法使得可以觀察靠近物體赤道的區域。使用這種方法 7見察的圖像必須被分析。信息存在於圖像所包括的主光環中，該主
光環是觀察平面與焦散面的交叉(intersection,貫穿)。
在主光環的變形和出現在兩層物體的內壁上的幹擾(擾動， disturbance)之間存在線性關係。這種關係建立一種乂人圖^f象獲得的 二維信息和三維信息之間的對應性。
從二維信息的空間重顯是本發明的最重要元素(要素)。直至 現在，沒有人試圖建立變形的焦散面和中空物體的內壁的幹擾之間 的聯繫。
在本發明中，幹涉測量法用於直4妾測量物體內層的厚度以及因 此(測量)該內層的變形。然而，這種方法4吏得4又在兩層物體的一 個受限的區域進行》見察，因為兩層物體通常i文置在一個4艮大程度上 限制運動的複雜環境中。
這就是為什麼兩層物體的內表面的空間重顯是基於逆光照相 數據和幹涉測量數據的結合(合併)。該數據的結合因此是，在基 於通過背照射逆光照相法獲得的圖像的空間重顯之後，本發明的另 一個重要元素。
具體而言，本發明涉及一種用於不接觸式測量中空三維物體的 方法，該中空三維物體由此具有內壁，該物體包括外層和內層，該 物體相對於可見光是半透明或者透明的，該方法的特徵在於
8-通過單^L角背照射逆光照相法，沿著第一》見察軸通過用可見 光觀察物體獲得該物體的圖像，該圖像包括至少一條發光線(光線 條,luminous line )(光環或光帶)，
-建立將物體的至少一個光學幾何參數與發光線的至少 一個幾 何參數相聯繫的方程式(方程，等式)，
-確定這個幾何參數，以及
-通過方程式和由此確定的幾何參數來確定該光學幾何參數。
才艮據作為本發明目的的方法的一個優選實施方式
-基於物體的圖Y象和方程式，進4亍三維物體的內壁在靠近該物 體赤道的區域上的三維重顯，該重顯提供了第一組^t據，
-確定物體內層的厚度，
-根據由此確定的厚度確定與這一 內層的變形相關的第二組數 據，以及
-通過第一組和第二組數據進行物體的整個內壁的重顯。
優選地，建立在發光線的變形和出現在物體的內壁上的幹擾之 間的線性關係，以1更確定第二組悽史據。
才艮據作為本發明目的的方法的第一具體實施方式
，通過幹涉測 量技術來確定三維物體的內層的厚度。
才艮據第二具體實施方式
，通過沿著不與第一 見察軸平行的第二 觀察軸進行的逆光照相測量來確定三維物體內層的厚度。根據第三具體實施方式
，通過沿著第 一觀察軸在已經進行物體 的旋轉之後進行的逆光照相測量來確定三維物體的內層的厚度。
優選地，三維物體的整個內壁的重顯是通過藉助於最小二乘法 結合第 一組數據和第二組lt據而實現的。
才艮據作為本發明目的的方法的一個具體實施方式
，才艮據分別由 內層厚度和外層厚度構成的兩個幾何參數來確定分別由三維物體 的內層的折射率和外層的折射率構成的兩個光學幾何參數。


參照附圖，通過閱讀以下給出的僅僅是指示性地並且完全非限
制性的示例性實施方式的描述，將更好地理解本發明，在附圖中
圖1是能夠用在本發明中的背照射逆光照相裝置的示意圖，
圖2是在實施根據本發明的方法的過程中獲得的背照射逆光照 相圖像的輻射狀剖面(profil radial),
圖3是通過根據本發明的方法重顯的中空物體的內表面的圖
像，
圖4示出了這個表面的橫截面，
圖5是能夠用在本發明中的另一個背照射逆光照相裝置的示意
圖，
圖6是能夠用在本發明中的幹涉測量裝置的示意圖，以及
10圖7和圖8示意性示出了衝艮據本發明用於分別表徵中空圓柱體 和中空橢圓體的背照射逆光照相裝置。
具體實施例方式
本發明的特徵在於
(a) 在靠近希望表徵的透明物體的赤道的一個小的鄰近處的 三維重顯，以及
(b) 數據的結合(合併)。
這些數據通過可見光單^L角背照射逆光照相裝置和幹涉測量 裝置獲得。
通過可見光逆光照射法對透明物體的7見察與光學光傳播才莫型 相結合，該光學光傳播模型考慮這種傳播在物體的不同界面上的相 互作用。這種測量原理^使得可以將對通過逆光照相法獲得的圖像的 直4妄測量與所研究物體的內表面的變形和該物體的尺寸量相聯繫。
背照射逆光照相法是 一 種用於研究平坦物體的簡單的測量方 法，但是對於三維物體，由該方法獲得的圖像並不提供足夠的信息。 這是因為物體橫截面所觀察到的圖像並不僅僅是通過逆光照相裝 置的物鏡的橫截面的圖像它是通過該透鏡和物體本身的橫截面的 圖像。
通過千涉測量法對物體的^見察^吏得可以將直4妄測量與物體的 尺寸特徵相:f關係。
藉助於基於最小二乘法的算法將逆光照相法測量與幹涉測量 法測量結合給出了所觀察物體的內表面的空間估計。在背照射逆光照相法和幹涉測量法之間的互補性是更簡單的，
以應用在複雜結構中，其中只有一個觀察軸(axe de vue)，這與X 線斷層照相術不同，X線斷層照相術通常用於這種情況(三維)但_ 必須在幾個入射角度觀察物體，而在本情況中不可能在幾個入射角 度觀察物體。
已經對兩層中空球體(球形物體)進行了研究，已知可能除了 內層的光學指數之外該兩層中空球體的所有特徵，尤其是光學指數 和每層的厚度。
逆光照相法顯示出光環(發光環，luminous ring )。每個光環的 特徵在於光線的會聚，稱為"焦散面"。對該焦散面的分析建立了 在觀察到的對應的光環和物體的內表面之間的聯繫。這使得可以利 用圖^f象的直4妄測量。
根據本發明的測量方法主要基於這種分析以及基於通過最小 二乘法的測量(結果)的結合。
以下給出了對於一個中空球形物體，更簡單地稱為"中空球 體"，實施作為本發明目的的方法的一個實例，該中空3求體包括兩 層並且對可見光是透明的。
在這個實例中，第一層是中空聚合物球體，其外徑(外部直徑)
和厚度分別等於2430 nm和175 |am，在可見光光源的主波長處其光
學指lt等於1.54;而第二層具有100 [im的厚度和在該波長處1.16 A #虔始粉
圖1是能夠用在這個實例中的背照射逆光照相裝置的示意圖，
包括一個準直可見光光源2，物鏡4和屏幕"cran) 6。所研究物 體8方文置在光源2和物4竟4之間；它的外層具有標i己12而它的內層具有才示i己10。也可以看見/人光源通過物體進而通過透4竟到屏幕的
光線14。
讓我們首先考慮主光環的所有特徵，主光環也就是在實像上大 部分可見的、由單^L角背照射逆光照相法獲得的光環。
基於這樣的圖4象(在該圖^象上可見主光環)，可以形成該圖^f象 的輻射狀剖面，在該輻射狀剖面上這個光環^皮標記以強度峰。
這樣的剖面示於圖2中。在X軸輸入像素數量(pxl )，而在Y 軸輸入振幅(灰度值，灰度級)(I)。主光環以峰P標記，而箭頭B 表示物體的外邊^彖。物體的中心對應於Y軸(皇從坐標軸)。
光環歸因於已經遵循相同類型的反射和傳輸光程的光線的會 聚。在本情況中，作為這個光環起因的光程對應於圖1中的光線14 遵循的路徑。
光線的會聚也被稱為"焦散的"並且構成這些光線的三維外層 (enveloppe)。這些主光環是這個焦散面與實際上設置在圖1中屏 幕6的位置的觀察系統的傳感器的交叉。
應該指出觀察系統的傳感器能夠沿著觀察軸在它的初始位置 周圍進行小的移動。該類型的小的移動被表示為g。觀察軸是圖1 中透4竟4的光軸16。
在理想的情況中，所觀察物體的內表面18 (圖1 )是完美的球 體，而所7見察的光環(anneau lumineux )則是一個圓圈(cercle )。
考慮應用P"^《(P)於來自光源2並且離光軸16距離p位置 處的光線，在該光線已經通過由物體8和透鏡4形成的整個光學系統之後，它將距離與該光線與觀察系統的傳感器的交叉
(intersection )相4關係。於是可以寫出下式
《(戶)=A (")+—09)
其中/ i(P)和/ 2(P)是光滑貼合(平滑應用，applications lisses )， 也就是說在R上是不明確區別的，它們僅取決於光學系統。它們由 下式給出
咖>
以及
z 、z 、
—arc sinIP
、n 乂
、& 乂
、、，「 、
"加P
—肌sin
A。 乂
其中next， nsl, ns2是物體外部的環境、第一球體(圖1中的層 12)和第二球體(圖1中的層10)的各自的光學指數；rP r2, r3 是由兩層物體所限定的三個界面的各自的半徑，r!是外層12的外半 徑，&是這層12的內半徑(因此是層10的外半徑)，1"3是層10的 內半徑；而f表示透鏡4的焦距。
焦散面與傳感器平面的交叉具有如下z^式
欲:w
=0 .
，/
14對於傳感器的一個固定位置，參#^*是先前7〉式的解。因此，
理想的主光環(即不具有內表面18的變形)的半徑Rc是這^^的 下面考慮測量結果的獲得。
藉助於幹涉裝置在物體的光軸處並且靠近該物體的極(p61e) 對兩層物體進行的幹涉測量法測量直接提供每層厚度的測量結果。
逆光照相圖像包括，如所看見的，通過傳統的亞像素輪廓檢測 方法得到的光環。通過計算兩層物體的外表面的中心與輪廓檢測點 之間的距離而獲得逆光照相法的測量結果。
現在考慮背照射逆光照相法分片斤。
兩層物體的內壁可以具有表面變形。這些變形可以由以下才莫擬 (modeliser建立模型):
-描述物體內壁的、在該^求體的半徑上的幹擾ep
-在由物體內壁上的光線的反射點以及圖l的物4免4的光軸16 (物體的中心O在該軸上)確定的平面(P)中的、在球體的法線 上的幹4尤￡2,以及
畫在垂直於平面(P)的平面(Q)中的、在法線上的幹護Cs3。
關於幹擾^， S2, S3和它們的一階導數的階i的表達式用V表示。
使"R以及"e [0，2;r[作為從準直的光源出現的、在垂直於光 軸的平面中的光線的才及坐標，
15使^ e R以及"e [化2;r[作為與觀察系統的傳感器交叉的在該 傳感器的特定平面中的光線的才及坐標。
使W(/^)作為在理想情況中(也就是說沒有兩層物體的內表面 的任何幹擾)的光環的半徑。
假設千擾^， s2, S3是小的CW直，其意味著它們在R"上具有 d級，並且這些幹護L和它們的一階導悽t是糹艮小的。
因為光學系統的軸對稱和幹護O的連續性，交叉(intersection, 或貫穿)觀察系統的傳感器的平面的光線的極坐標(R, a)可以寫 成下式
formula see original document page 16
其中al, a2, a3是僅取決於光學系統的屬性的實函數並且是光 滑(平滑)的，也就是i兌在R上是不明確區別的。
焦散面的方程式常常從以下方程式計算 欣W 一 0。
因jt匕可以寫為
因此，乂人光學系統出現的並且與^見察平面(傳感器的平面)交 叉的任何光線的方程式限定如下畫在坐標系統(p, a)中的R的方程式是
i (p、 ，§ ) = E，) + 》)+ aD:、(//, ,9) + ,7::
-以及在該坐標系統中，焦散面的方禾呈式常常由 糹合出。
應該指出，幹4尤S3對一階水平(premier ordre)的光環半徑沒 有影響。因此在坐標系統(p, a)中變形的光環(被幹擾的焦散面) 的方禾呈式^皮寫成一階
以上方程式是非常重要的，因為從這個方程式實現了對背照射 逆光照相圖像上的測量結果的使用。這個方程式使得可以收集關於
理想球體的變形4',")和。(^'、W的所有的信息。
也存在如下的在千擾A(^^和^"^)之間的關係
1 9) ， --——^ + ,廠
其中9*是在平面(P)中在層10的內表面18的反射點和光軸
之間的角度。
因此可以根據角度a重建一階的》(Z，")，角度a是觀察的角 度。然而，對於以下的應用，並不考慮這種才交正，因為它對最終結 果沒有顯著影響。現在考慮兩層物體的內表面的空間估計。
由背照射逆光照相法和幹涉測量法4是供的悽t據給出了有關兩 層物體的內壁的表面狀態的信息。因此有必要使測量結果一致以便 估計影響該物體的內表面的變形。
對於根據本發明方法的後續部分，必須考慮如前的角度e並且 將它與另一個角度cp相結合，以〗更形成歐^立坐標類型的坐標系統， 其原點是物體的中心o。
球體的變形通常由球諧函數d》，^模擬，其中/gis。在這方面
可以參照以下文獻 H Groemer， Geometric Applications of Fourier Series and Spherical Harmonics, Cambridge University Press, 1996.
因此自然地考慮將內表面的形貌(或變形)4A伊)作為球諧函 數的線性組合
爐)=4 A (泉伊) 其中n是自然(有限)整數。
因此，獲得在測量結果和內表面狀態的幹擾之間的線性關係， 這些線性關係具有未知的幅度Xi,其中1=1,…，n。
應該指出，在上述中，幹4尤s!， s2, &是獨立的。然而，在本 發明考慮的實例中，變形4A^)對應於幹擾A^，爐)，並且另兩個
幹擾&和S3與第一個幹擾S!相聯繫。這就等於說4A^)完全決定 幹擾S。
￡2， S3。
18如前所解釋的，背照射逆光照相法將在圖 <象上的直4妄測量和出 現在物體內壁上的變形聯繫起來。另外，考慮了來自準直光源的光 線(其是造成光環的變形的原因)沒有A^初始的4妄觸平面出現。考
慮的變形於是為
這個等式推導出多個線性方程的系統，其變量是Xi值，其中 i=l, ...， n。在這個系統中方程的數量是被考慮角度a的數量，並 且光環的半徑值來自前面所述的4侖廓^企測。
使用最小二乘法，估計兩層物體的內壁厚度的平均值和變化量 的變形。
幹涉測量法直接將所觀察區域中的厚度變化量與球諧函數的 線性組合相耳關係，因為幹涉測量法的測量結果是內壁變形的 一種簡 單讀數。
因此，通過重新組合由幹涉測量法和背照射逆光照相法獲得的 測量結果，藉助於基於最小二乘法的算法，獲得了對兩層物體的內 壁表面狀態的總的估計。
圖3和圖4示出了才艮據本發明進行的兩層物體內壁的空間重顯 的實例。圖3是重顯的表面的圖像，而圖4示出了這個表面的橫截 面I和II。這些圖示出了加強的變形，因為對於肉眼它們是不可見 的。已經才全查出獲得的估計值#皮添加(疊加)在真實表面上。
因此可以看出，在本發明中，由背照射逆光照相法進行的分析 使得可以將光環的變形(在兩維上的變形)與出現在具有兩層的半 透明或透明中空物體的內表面上的變形(三維變形)相if關係。還應
19該指出，已知的方法不能藉助於單^L角將二維變形轉變為三維變形。
通過背照射逆光照相法的測量方法與幹涉測量方法的結合4吏 得可以估計半透明或者透明兩層中空物體的內表面的粗糙度。藉助
於這兩種方法(其應用在不同處)，尺寸4言息(dimensional information)被合併。
在本發明中，可以用沿著一個不與進行第一逆光照相法測量的 觀察軸平行的觀察軸的第二逆光照相法測量代替幹涉測量法測量。 此外，如果沿著第二觀察軸進行的觀察不是完整(完全)的而是通 過狹縫進行，則對逆光照相法測量的解釋將保持一致。
也可以用沿著用於第 一 背照射逆光照相法測量的^見察軸進4 亍 的第二背照射逆光照相法測量代替幹涉測量法測量，前提是在使物 體繞其本身旋轉之後進行該第二測量。
因此，這個物體繞其本身的旋轉和單一逆光照相7見察軸的4吏用 也允許使用先前所述的方法，即焦散面圖像的分析使得可以回溯到 三維信息以及由此悽t據的一致(reconciliation,或和解)，以1更重建 內表面狀態的完整的三維估計。
用於實施作為本發明目的的方法的逆光照相裝置和幹涉測量 裝置在如下描述。
逆光照相裝置示意性地示於圖5中，並且包括可見光光源19， 用於校準該光源的可調節裝置20和圖像獲取裝置，該圖像獲取裝 置包括提供有用於改變透鏡的數值孔徑(或具有合適的數值孔徑) 的裝置24的透4竟22。透鏡之後是CCD傳感器26 (電荷(charge )轉移裝置)，其提 供有圖像處理裝置28，顯示裝置30與圖像處理裝置28相連接。
希望研究的雙層中空球體32放置在光源19和透鏡22之間使 得J求體的中心基本上i殳置在透4竟22的光軸34上。這個軸34構成 觀察軸，沿著該觀察軸獲取物體的圖像。透鏡22使得可以形成中 空球體32的切削平面在CCD傳感器26上的圖像。
圖6是幹涉測量裝置的示意圖。更具體而言，它是用於在沒有 接觸的情況下測量厚度的幹涉光譜裝置。
該裝置包括白光光源35, —組成形透鏡36，望遠4竟38,信號 傳輸光學纖維40，光譜儀42和計算才幾44。
光源35用於照亮待表徵的物體46。由該光源提供的照明光束 詳皮光學纖維48傳送並且由一組透鏡36成形，以使 使該光束的4侖廓 適合於所研究物體的幾何形狀。
望遠鏡38，例如是由Questar公司銷售的編號為QM100類型， 用於照亮待分析的物體並收集反射光。QM100望遠鏡允許從15 cm 至38 cm範圍的工作距離D。
在望遠鏡的出口，反射的光信號被射入光學纖維40並發送直 至光譜儀42以便獲取溝槽光譜(或稱通道光譜)。提供注入器50 用於將來自纖維40的光注射到光譜儀中。
溝槽光譜被傳輸直至計算機44以便被分析。該計算機提供有 用於顯示所獲得結果的裝置52。
讓我們回到本發明的主要方面。本發明主要涉及一種用於確定 兩層物體的內表面的變形的方法，該方法的主要元素(要素)是
21-被稱為"焦散面，，的物理現象的分析，包括有關內表面的變 形的信息，該焦散面由通過背照射逆光照相法獲得的物體圖像所具 有的光環的內邊》彖來定義。
-確定由背照射逆光照相體系(鏈，chain)觀察的信息，光環 的二維幹擾給出有關物體內表面變形的三維信息，以及
-確立合併不完全物理測量結果的原理U吏用最小二乘法和適 當地建立物體內壁變形的模型)。
以下描述本發明的其4也應用。
根據本發明的方法，是先前描述的用於表徵兩層中空球體的變 形的類型，能夠應用於表徵兩層中空圓柱體的變形。
可以使用如圖7中所示意性示出的相同的光源和相同的圖像獲 取鏈(體系)，其中圓柱體標記為54。關於兩層圓柱體的內表面的 兩個白色條帶於是出現在逆光照相圖像上。因此必須重新考慮幹擾 的模擬(或模型建立)。
相同的方法也可以用於表4正兩層中空橢圓體的變形。
也可以4吏用如圖8中所示意性示出的相同的光源和相同的圖傳— 獲取鏈，其中橢圓體具有標記56。於是在逆光照相圖像上出現一個 與兩層橢圓體的內表面相關的白色條帶。因此也必須重新考慮幹擾 的模擬(或模型建立)。
相同的方法也可以用於表4正兩層中空扁J求體(sph6roi'de,或稱橢 j求，回4t橢^求體，類^求體)的變形。
22也可以使用相同的光源和相同的圖像獲取鏈。於是在逆光照相 圖像上出現一個與兩層扁球體的內表面相關的白色條帶。因此也必 須重新考慮幹擾的模擬(或模型建立)。
本發明還應用於表徵兩層物體的折射率使用以上給出的定義 光環半徑的方程式，可以確定兩層中的每一層的光學折射率，^睹助 於另 一個測量系統將提前確定兩層中的每一層的尺寸。
使用通過背照射逆光照相法獲得的圖像的另 一 個光環也可以 確定每一層的光學指數。
因此，從單一的逆光照相照片，理想的兩層物體(也就是說沒 有小的變形)的光學指數被表徵。
權利要求
1. 一種用於不接觸式測量具有內壁(18)的中空三維物體(8，32，46，54，56)的方法，所述物體包括外層(12)和內層(10)，所述物體對可見光是半透明的或者透明的，所述方法的特徵在於，通過單視角背照射逆光照相法，沿著第一觀察軸(34)，通過用可見光觀察所述物體，獲取所述物體的圖像，所述圖像包括至少一條發光線，建立將所述物體的至少一個光學幾何參數和所述發光線的至少一個幾何參數聯繫起來的方程式，確定所述幾何參數，以及藉助於所述方程式和由此確定的幾何參數來確定所述光學幾何參數，其中，從上述物體的圖像和所述方程式，進行所述物體的內壁(18)在靠近所述物體的赤道的區域上的三維重顯，所述重顯提供第一組數據，確定所述物體的所述內層(10)的厚度，從由此確定的厚度確定與所述內層的變形相關的第二組數據，以及藉助於所述第一組數據和第二組數據進行所述物體的整個內壁(18)的重顯。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，建立在所述發光線的變形 和出現在所述物體的所述內壁(18 )上的幹護C之間的線性關係， 以便確定所述第二組數據。
3. 根據權利要求1和2中任一項所述的方法，其中，所述物體的 內層(18)的厚度通過幹涉測量^支術確定。
4. 根據權利要求1和2中任一項所述的方法，其中，通過沿著不 與所述第一》見察軸(34 )平行的第二觀察軸進行的逆光照相法 測量來確定所述物體的內層(18)的厚度。
5. 根據權利要求1和2中任一項所述的方法，其中，在已經進行 所述物體的4t轉之後通過沿著所述第一^見察軸(34 )進4亍的逆 光照相法測量來確定所述物體的內層(18)的厚度。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，藉助於最小 二乘法通過將所述第一組數據和所述第二組數據組合而進行 所述物體的整個內壁(18)的重顯。
7. —種用於不^f妄觸式測量具有內壁(18)的中空三維物體(8， 32, 46， 54， 56)的方法，所述物體包4舌外層(12)和內層(10), 所述物體對可見光是半透明的或者透明的，所述方法的特徵在 於，通過單^L角背照射逆光照相法，沿著第一觀察軸(34), 通過用可見光觀察所述物體，獲取所迷物體的圖像，所述圖像 包括至少一條發光線，建立將上述物體的至少一個光學幾何參數和所述發光線 的至少 一個幾何參悽t聯繫起來的方程式，確定所述幾〗可參^:，以及藉助於所述方程式和由此確定的幾4可參#:來確定所述光學幾何參數，其中，從分別由所述內層的厚度和所述外層的厚度構成的兩個幾4可參悽t來確定分別由所述內層(10 )的折射率和所述外層(12)的折射率構成的兩個光學幾何參數。
全文摘要
根據本發明，為了不接觸式測量中空三維物體(32)，該物體對可見光是半透明的或者透明的，沿著觀察軸(34)通過用可見光觀察該物體通過單視角背照射逆光照相法獲取該物體的圖像，該圖像包括至少一個發光線，建立一個將物體的至少一個光學幾何參數與該發光線的至少一個幾何參數聯繫起來的方程式，確定該幾何參數，以及藉助於該方程式和由此確定的幾何參數確定光學幾何參數。
文檔編號G01B11/06GK101506615SQ200780030341
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月21日 優先權日2006年8月23日
發明者亞歷山大·舒, 埃裡克·比斯韋勒, 洛朗·讓諾, 讓-保羅·戈捷 申請人:法國原子能委員會