近日，中國科技網·科技日報，中國新聞網等媒體報道合肥工業大學儀器科學與光電工程學院盧榮勝教授科研團隊提出了一種全新的反向誤差補償方法，實現了物體三維形貌測量的精度和效率的大幅提升，成果刊發于日前出版的權威學術期刊《光學學報》第四期上，并入選當期封面故事和優秀論文。

條紋投影相移三維形貌測量技術，主要使用數字投影儀將條紋投射至被測物體表面，經圖像傳感器采集被物體調制的條紋圖像后獲取每個像素組成的主值（包裹）相位圖和解包裹相位圖，計算獲得被測物體的三維形貌信息。目前普遍采用的主動、被動和反向三種相位誤差補償方法，各自存在著精度仍受系統參數、標定方法和使用環境影響等不足。測量過程中易發生相位解包裹困難、測量精度降低、物體形貌的細節被掩蓋或信息丟失等情況。

科研人員研究發現，在向被測物體投影與最高頻率相同且具有一定相移量的補償相移條紋時，獲得的兩幅主值相位圖中相位誤差存在大小相等、方向相反的特性。利用這一特性，該團隊創新性地提出了一種在主值相位圖中進行相位誤差補償，并結合多頻相移獲得絕對相位的反向誤差補償方法。該方法僅需要多投射一幅與最高頻率相同的補償條紋圖，通過反向互抵消除系統非線性誤差，獲得高精度的絕對相位值，無需提前標定系統的相位誤差，在大幅提升測量精度的同時，顯著縮短了測量時間。

被測物體照片（圖1） 主值相位圖（圖2）

誤差補償后正面絕對相位恢復圖 （圖3）

利用兩幅主值相位圖中的相位誤差值大小相等、符號相反的特性，通過疊加互抵獲得高精度的絕對相位值。

局部俯視方向誤差補償前相位圖（光滑性較差）

上圖誤差補償后的效果（表面光滑）

實驗結果表明，該方法解決了被測物體表面有空洞、階梯狀、陰影或者空間不連續導致的相位跳變難題，避免了物體復雜輪廓可能導致的高頻條紋極數混跌。在測量環境發生變化時，不再需要對測量系統進行重新標定，在測量過程中不易受環境因素干擾，從而大幅提升了測量效率。

據介紹，這一成果將在智能制造、逆向工程、生物醫療等領域具有廣闊應用前景。目前，該成果已經應用于6代線和8.5代線等高世代大面積液晶與濾光片基板玻璃表面不平整度的快速檢測。