Die telezentrische Bildgebung weist Vorteile wie stabile Vergrößerung, große Schärfentiefe und geringe Verzerrung auf und ist im Bereich der präzisen 3D-Messtechnik von besonderem Interesse. Aufgrund von Fertigungsbeschränkungen kann die Blende des telezentrischen Objektivs jedoch nicht perfekt auf der Fokusebene positioniert werden, wodurch Strahlen, die geringfügig von der optischen Achse abweichen, ebenfalls eindringen können, was Messfehler verursacht. Um diesen Fehler zu adressieren, wurde ein telezentrisches 3D-Rekonstruktionsmodell auf Basis der Kalibrierungsparameterkorrektur vorgeschlagen. Die theoretischen Ursachen der Nichtidealität des telezentrischen Lichtwegs wurden analysiert und ein systembezogenes Kalibrierungsparametermodell in Abhängigkeit von der Abbildungstiefe erstellt, um Messfehler zu kompensieren, die durch die Nichtidealität verursacht werden. Basierend auf den Kalibrierungsparametern der Fokusebene wurde ein mathematischer Polynom-Ausdruck zwischen dem radialen Verzerrungskoeffizienten und der Abbildungstiefe mithilfe der Kontrollvariablenmethode und dem Kleinste-Quadrate-Algorithmus erstellt. Der RANSAC-Algorithmus wurde zur Filterung von Phasenrauschen verwendet, und eine Phase-Tiefe-Abbildungsbeziehung basierend auf dem Polynommodell wurde aufgebaut. Bei der 3D-Rekonstruktion wird der radiale Verzerrungskoeffizient anhand der durch die absolute Phase bestimmten Tiefeninformation korrigiert, wodurch eine hochpräzise Quermaßrekonstruktion erreicht wird. In Experimenten mit Kalibrierplatten und Standardkugeln verringerte sich der Messfehler des gemessenen Liniensegments von 28,8 μm auf 4,8 μm, und der Messfehler des Standardkugel-Durchmessers von 35,2 μm auf 8,1 μm, was die Durchführbarkeit und Notwendigkeit des vorgeschlagenen Verfahrens bestätigte. Diese Methode bietet einen effektiven Ansatz zur Parameterkorrektur telezentrischer optischer Systeme für präzise Messungen und bereichert die telezentrische 3D-Messtechnik.

Telezentrische Bildgebung;3D-Bildgebung;Präzisionsmessung;Streifenprojektions-Konturverfahren