무늬 반사 형상측정에서 선보정 방법에 대한 연구

유지훈; 유연석

doi:10.14801/kiitr.2013.11.12.59

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저널정보

한국정보기술학회
한국정보기술학회논문지 학술저널
한국정보기술학회논문지 제11권 제12호(JKIIT, Vol.11, No.12)
2013.12 59 - 69 (11page)
DOI : 10.14801/kiitr.2013.11.12.59

저자정보

유지훈 (NINE)
유연석 (청주대학교)

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본 연구는 정현파 격자무늬 패턴을 투영하여 표면 형상을 측정하는 푸리에 변환 형상측정법(Fourier transform profilometry)의 측정 정밀도 향상을 위한 실험적 연구이다. 기존의 방법들에서는 CCD 카메라 광학계에 의해 발생하는 왜곡이 포함된 영상을 측정한 다음에 카메라 보정 값들을 영상 자료에 적용하여 보정한다. 따라서 측정 할 때 마다 보정을 해야하는 번거로움이 있게 된다. 여기서는 chessboard pattern을 사용하여 CCD 카메라의 영상왜곡 보정 자료를 구한 후 이를 물체면에 투영하는 기준 정현파 격자무늬 패턴에 먼저 적용하는 선보정 방법을 제안하였다. 선보정된 정현파 격자무늬 패턴을 사용한 경우와 보정하지 않은 정현파 격자무늬 패턴을 사용한 경우의 측정 오차를 이론값과 비교 분석 하였다. 그 결과 선보정 방법이 물체면 시야범위 약 70% 영역 이내에서는 매우 우수한 결과를 보였고, 이동 스테이지를 사용하여 물체면을 100㎛ 변위시켰을 때 선보정 방법을 사용한 경우 정확도가 약 2.57% 향상되었다.

This study is experimental work to improve measurement accuracy of Fourier transform profilometry which projects sinusoidal fringe pattern to measure the surface profile shape. In the conventional methods, the image calibration procedures is begin with the measurement of images which are included distortions caused by ccd camera optical system firstly. After then camera calibration data is applied to the images for corrections. Thus, the calibration should be measured every time is a hassle to have. In this study we proposed pre-calibration method for the profilometry. We obtained the ccd camera calibration data using the distorted chessboard patterns. And then calibration data is applied to the reference sinusoidal fringe patterns on the monitor for projection to an object plane. We compared measurement error with theoretical value and analyze when we used sinusoidal grating pattern which is pre-calibration or not. As a result, pre-calibration method showed very impressive results in 70% of area within FOV on object plane, accuracy has been improved 2.57% in case using pre-calibration methods when object plane is displaced 100μm using translation stage.

#fourier transform profilometry #CCD camera #aberration #calibration #phase extraction

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6. [학술지(정기간행물)] - Y. Y. Hung. / 2000 / Practical three-dimensional computer vision techniques for full-field surface measurement / SPIE Optical Engineering 39 (1) : 143 ~ 149

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