CN101349551B - 轮廓测定设备及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮廓测定设备(12)。该轮廓测定设备(12)包括条纹投影装置(32)，其被配置用以将条纹图样投影到对象(22)上；以及光学单元(34)，其被配置用以捕获由对象(22)调制的失真条纹图样的图像。该轮廓测定设备(12)还包括信号处理单元(60)，其被配置用以处理来自光学单元(34)的所捕获图像，以便从图像中滤除噪声，并获得与对象(22)的制造或修理相关的参数的实时估计。

Description

轮廓测定设备及操作方法

技术领域

本发明一般涉及一种轮廓测定设备，并且更具体地涉及一种在加工工艺中对对象的参数提供实时测量的轮廓测定设备。

背景技术

各种类型的加工工艺是已知的，并用于制造和修理部件。例如，激光熔凝系统被用于形成功能性组件，所述功能性组件由计算机辅助设计(CAD)逐层构建，而不使用任何铸模或者模具。示范性地，这样的系统使用激光束来使受控量的注入粉末熔化到基板上以沉积第一层，然后通过在先前沉积的层上熔化粉末产生随后的层。遗憾的是，由于这种系统的工艺复杂性，难于获得累积层的高度，并且难于得到对焊接熔池容积的瞬时三维(3D)测量。

某些系统使用二维(2D)观察系统用于在系统操作时监控焊接熔池的边界。然而，这样的观察系统提供对焊接区域的粗略估计，而不提供对焊接熔池容积和累积层高度的测量。某些其它系统使用机外(off-machine)测量方法来测量焊接熔池的3D容积。这样的测量技术需要停止加工工艺并且将部件从系统移除，以便测量焊接熔池的容积。此外，某些系统使用传感器用于测量累积层的高度。然而，这样的传感器不具备提供可靠测量的所需的测量分辨率、精确度或测量范围。

因此，需要一种提供对3D焊接熔池容积和由激光熔凝工艺所形成的部件的累积层高度的精确测量的轮廓测定(profilometry)设备。此外，希望提供一种轮廓测定设备，该轮廓测定设备能够提供对由加工工艺所构成的对象的参数的在线测量，可以被用于控制加工工艺的工艺参数。

发明内容

简要来说，依照一个实施例，提供一种轮廓测定设备。该轮廓测定设备包括条纹投影(fringe projection)装置，该条纹投影装置被配置用以将条纹图样投影到对象上；以及光学单元，其被配置用以捕获通过对象所调制的失真条纹图样的图像。轮廓测定设备还包括信号处理单元，该信号处理单元被配置用以处理来自光学单元的所捕获的图像，以便从图像中滤除噪声，并且获得与对象的制造或者修理相关的参数的实时估计。

在另一个实施例中，提供了一种制造装置。该制造装置包括加工系统，该加工系统具有工艺参数并且被配置用以制造或者修理对象；以及轮廓测定设备，该轮廓测定设备被配置用以从由轮廓测定设备所产生的单个图像提供与对象的制造或修理相关的参数的实时估计。轮廓测定设备包括条纹投影装置，其被配置用以将条纹图样投影到对象上；以及光学单元，其被配置用以捕获由对象所调制的失真条纹图样的图像；以及信号处理单元，其被配置用以处理来自光学单元的所捕获的图像，以便从图像中滤除噪声，并且获得与对象的制造或者修理相关的参数的实时估计。该制造装置还包括控制系统，其被配置用以基于来自轮廓测定设备的所估计的参数调整加工系统的工艺参数。

在另一个实施例中，提供一种激光熔凝系统。该激光熔凝系统包括激光熔凝喷嘴，其被配置用以通过在激光产生的熔池中提供粉末材料来形成对象；以及条纹投影臂，其被耦合到该激光熔凝喷嘴，并且被配置用以在对象的顶部表面上产生条纹图样。该激光熔凝系统还包括光学单元，其被配置用以捕获与对象相应的失真条纹图样的瞬时图像；以及信号处理单元，其被耦合到光学单元，并且被配置用以处理来自光学单元的瞬时图像，以便从图像中滤除噪声，并且通过傅立叶变换分析来估计与对象的制造或修理相关的参数。

在另一个实施例中，提供一种控制制造对象用的工艺的方法。该方法包括将条纹图样投影到对象上，以及捕获与对象相应的失真条纹图样的瞬时图像。该方法还包括处理所捕获的图像以便对噪声图像滤波并且通过傅立叶变换分析来估计与对象的制造或修理相关的参数；以及响应于所估计的与对象的制造或修理相关的参数来控制用于制造工艺的工艺参数。

附图说明

通过参考附图阅读下面的详细说明，可以更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面、以及优点，在所有附图中同样的字符代表同样的部件。

图1是具有依据本发明方面的轮廓测定设备的激光熔凝系统的图解说明。

图2是具有依据本发明技术的方面的轮廓测定设备12的、图1的激光熔凝喷嘴14的示范性配置30。

图3是依据本发明的方面的图2的轮廓测定设备的示范性配置的图解说明。

图4是在依据本发明的方面的图3的轮廓测定设备中用于产生结构化光图样的示范性配置的图示。

图5是在依据本发明的方面的图3的轮廓测定设备中用于产生结构化光图样的另一个示范性配置的图示。

图6是在依据本发明的方面的图3的轮廓测定设备中用于产生条纹图样的全场干涉仪的示范性配置的图示。

图7是在依据本发明的方面的图3的轮廓测定设备中用于产生条纹图样的全场干涉仪的另一个示范性配置的图示。

图8是在依据本发明的方面的图3的轮廓测定设备中用于产生条纹图样的全场干涉仪的另一个示范性配置的图示。

图9是依据本发明的方面的图1的轮廓测定设备的另一个示范性配置的图示。

具体实施方式

如下面详细讨论的，本发明技术的实施例用于提供与通过加工工艺对对象的制造或修理操作相关的参数的实时测量。尤其，本技术使用图样间隔分析(pattern spacing analysis)用于从相应于对象的条纹图样对参数进行估计。这些参数的实时估计进一步用于控制加工工艺的工艺参数。参照附图，图1图示了例如激光熔凝系统10的加工系统，激光熔凝系统10具有耦合到激光熔凝喷嘴14的轮廓测定设备12。该激光熔凝喷嘴14包括激光源16，其被配置用以在基底18上产生熔池17。此外，激光熔凝系统10包括喷嘴20，其被配置用以通过在激光产生的熔池17中提供粉末材料24来形成对象22。尤其，激光熔凝系统10使用激光束使受控量的注入粉末24熔化到基底18上以沉积第一层26，然后通过在先前沉积的层上熔化粉末24产生随后的层(未示出)以形成对象22。

在图示的实施例中，轮廓测定设备12耦合到或者以物理方式附到激光熔凝喷嘴14上，并且被配置用以获得与对象22的制造或修理相关的参数。尤其，轮廓测定设备12被配置用以获得与焊接熔池17相关的参数，所述参数可被进一步用于对加工工艺的工艺控制。这种参数的例子包括熔池17的容积、累积层26的高度、累积层26的厚度等等。如下面详细解释的，轮廓测定设备12使用例如傅立叶变换分析的轮廓测定方法，用于在不干涉加工或修理工艺的情况下测量这些参数。

图2是具有轮廓测定设备12图1的激光熔凝喷嘴14的示范性配置30。在图示的实施例中，激光熔凝喷嘴14包括两个臂32和34，所述两个臂具有用于条纹投影和从对象22捕获图像的光学元件(参见图1)。两个臂32和34布置在高处理激光器16的两侧。在图示的实施例中，臂32被配置用以将条纹图样投影到对象22上，臂34被配置用以从对象22捕获失真条纹图样的图像。如本领域技术人员应当理解的，通过臂32可以在对象22上投影不同类型的图样。例如在一个实施例中，该条纹图样包括直线图样。在一个示范性实施例中，条纹投影臂32具有足够大的横截面，以便覆盖目标区域，而激光器16被聚焦于对象22上的点，从而提供高功率密度，以便熔化粉末。用于条纹投影和图像捕获的两个臂32和34的光学元件将在下面详细描述。

图3是图2的轮廓测定设备12的示范性配置40的图示。轮廓测定设备40包括条纹投影装置42，其被配置用以将条纹图样投影到正在经由加工系统形成或修理的对象44上。条纹投影装置42将连续正弦条纹图样投影到对象表面上。在一个实施例中，条纹投影装置42通过例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)或硅基液晶(Liquid Crystalon Silicon，LCOS)投影机的数字式投影机来投影条纹图样。在可替代实施例中，条纹投影装置42通过例如激光器、发光二极管(LED)的光源、或者与例如光栅、和全息组件的衍射组件相结合的灯来投影条纹图样。在某些其它实施例中，条纹投影装置42通过光学干涉仪布局来投影条纹图样。

在图示的实施例中，条纹投影装置32包括例如灯46或LED 48的光源、以及通过光纤52耦合到光源用于在对象44上投影光线的光学头50。此外，轮廓测定设备40包括光学单元54，其被配置用于捕获由对象44调制的失真条纹图样的图像。在这个示范性实施例中，光学单元54包括高通滤波器56和用于捕获条纹图样的图像的照相机58，该图像进一步通过电缆62被传输到信号处理单元60。在某些实施例中，光学单元54包括多个透镜，所述透镜被配置用以捕获失真条纹图样的图像。在一个实施例中，光学单元54包括管道探测镜。

信号处理单元60被配置用以处理来自光学单元54的所捕获的图像，以从所捕获的图像中滤除噪声并且获得与对象的制造或修理相关的参数的实时估计。这样的参数的例子包括熔池的容积、累积层的高度、累积层的厚度等等。应当指出，信号处理单元60可能包括具有通用计算机，其利用适当编程用于估计参数，并便于基于所估计的参数的工艺控制。在某些实施例中，信号处理单元60可以包括微控制器。在示范性实施例中，轮廓测定设备40使用计算机数控(Computer Numerical Control，CNC)以估计对象44的所构建的高度，从而消除在系统40中对附加的高度传感器的需要。在操作中，信号处理单元60使用图样间隔分析以从来自光学单元54的所捕获的图像中滤除噪声。在这个示范性实施例中，该图样间隔分析包括傅立叶变换分析。然而，可以设想使用其它类型的图样间隔分析。更具体地，信号处理单元60提取失真条纹图样的相图(phase map)，并从这个相图估计参数。将在下面阐明使用傅立叶变换从条纹图样提取相图以及从该相图估计参数。

在这个示范性实施例中，由光学单元54所捕获的条纹图样的图像通过下面的等式表示：

I_k(i，j)＝I₀(i，j)[1+γ(i，j)cos(φ(i，j)+δ_k)]，k＝1，2，3…K    (1)

其中：k是相位测量方法中所用的图像的索引号；

I是像素(i，j)处的强度；

I₀是背景照度；

γ是表示图像对比度的条纹调制；

δ_k是每个独立图像k的初相；以及

K是图像的总数。

对于由等式(1)表示的图像，两维傅立叶变换可以如通过下式的表示来获得：

M(u，v)＝A(u，v)+C(u，v)+C^*(u，v)    (2)

此外，在应用带通滤波F(u，v)之后，仅剩下C(u，v)，其由下式表示：

C(u，v)＝M(u，v)F(u，v)              (3)

傅立叶逆变换之后，可以获得c(i，j)为：

$c(i,j)=\frac{1}{\mathrm{IJ}}\underset{u}{\mathrm{\Σ}}\underset{v}{\mathrm{\Σ}}C(u,v)e^{2\mathrm{\πi}(\frac{\mathrm{ui}}{I}+\frac{\mathrm{vj}}{J})}---\left(4\right)$

其中：I和J是像素索引的维度。

此外，每个像素(i，j)处的相值可以被计算为：

$\mathrm{\φ}(i,j)={\tan }^{-1}\frac{I_{m}c(i,j)}{R_{e}c(i,j)}---\left(5\right)$

其中：I_m和R_e代表复数c(i，j)的虚部和实部。

此外，焊接熔池的轮廓可以从相图获得，并且由下式表示：

(x，y，z)＝f_x，y，z(i，j，φ(i，j))        (6)

从而，通过上述的傅立叶变换分析可以从单个瞬时图像获得包括与焊接熔池相关的参数的焊接熔池轮廓。

在某些实施例中，信号处理单元60被配置用以将来自光学单元54的瞬时图像拆分为多个图像，并且每个图像的图样相对于其它图像被移位。此外，信号处理单元60被配置用以从多个图像产生相图，用于估计参数。应当注意，光线条纹投影和傅立叶变换的结合允许相对容易的滤波，以移除例如从粉末和背景照度所产生的噪声。产生自条纹图样的相位信息具有足够高的分辨率和精确度。此外，傅立叶变换轮廓测定允许从单个图像产生相图，因而导致用于图像处理和焊接熔池参数估计的时间相对较少。

所估计的与对象44的制造或修理相关的参数可以被用于加工系统(例如上面参考图1所描述的激光熔凝系统10)的工艺控制。尤其，激光熔凝系统10的工艺参数可以根据所估计的与对象44的制造或修理相关的参数进行调整。示范性的工艺参数包括激光功率、粉末流速、焦点位置、激光平移速度、槽尺寸及其组合。在某些实施例中，控制系统(未示出)可能耦合到加工系统10，用于基于所估计的参数实现系统10的闭环控制。有利地，从单个瞬时图像通过傅立叶变换轮廓测定对相图的估计允许基于所估计的参数的立即工艺控制。

在上面所描述的轮廓测定设备40中结构化光图样的产生可以通过例如下面参考图4-8描述的多种配置来实现。尤其，这样的示范性配置可以用于激光熔凝喷嘴30(参见图2)，用于在对象22上产生结构化的光图样(参见图2)。

图4是一种用于在图3的轮廓测定设备40中产生结构化光图样的示范性配置70的图示。在图示的实施例中，激光72被投影，以便在待测对象74的表面处形成斑点。此外，以相对于激光束72成一角度布置的成像透镜76形成激光斑点的图像或图片，所述图像或图片由照相机78捕获。对象74的表面高度(D)80的变化造成成像的斑点在这个图像平面上横向移位一距离(d)82，所述距离被用于通过由激光72、激光斑点和照相机78构成的三角关系来估计表面高度80的变化。

图5是用于在图3的轮廓测定设备40中产生结构化光图样的另一种示范性配置100的图示。如上面参照图4所描述的，所述示范性配置70包括激光器72、成像透镜76和照相机78。此外，在图示的实施例中，通过激光器72和衍射组件102投影条纹图样。衍射组件的例子包括光栅和全息组件。

如上面所述，轮廓测定设备40的条纹投影装置42(参见图3)可以通过投影条纹的光学干涉仪布局来投影条纹图样。图6-9图示了用于投影条纹图样的光学干涉仪布局的示范性系统配置。

图6是用于在图3的轮廓测定设备40中产生条纹图样的全场干涉仪的示范性配置120的图示。在图示实施例中，干涉仪包括迈克逊干涉仪(MichelsonInterferometer)。在操作中，从例如具有扩束器124的激光器122的光源所发射的光束由分束器126拆分为强度差不多相等的两个光束。这些光束之一被引导到基准镜128上，而另一光束被引导到对象表面130上。此外，使由这两个光束的反射所产生的光线发生干涉。当从例如照相机132的观察口观测时，干涉出现在镜128的图像和对象表面130的图像之间。由于由对象表面130和镜128所反射的光波源于由同一个光源122所发射的光束的拆分，所以这些波彼此相干，从而产生两束干涉图样。此外，干涉仪的相位恢复可以通过由压电换能器(PZT)134相位偏移(phase-stepping)经由相移来实现。然而，可以使用其它已知的技术产生相图。

图7是用于在图3的轮廓测定设备40中产生条纹图样的全场干涉仪的另一示范性配置150的图示。在这个示范性实施例中，干涉仪150包括数字式全息干涉仪，其通过从待成像对象所反射或传输的波和基准波之间的干涉产生条纹图样。如图6中所图示的配置，数字式全息干涉仪150包括具有扩束器124的光源122，以用于在对象130上产生条纹图样。此外，干涉仪150包括镜152和154以及分束器156和158，以用于产生对象光束和基准光束，所述对象光束和基准光束被组合以产生条纹图样。

图8是用于在图3的轮廓测定设备40中产生条纹图样的全场干涉仪的另一示范性配置170的图示。在图示的实施例中，干涉仪170包括剪切干涉仪(shearing interferometer)。剪切干涉仪170包括具有扩束器124的光源122，以用于在对象130上产生条纹图样。此外，剪切干涉仪170包括剪切板172。来自对象130的波前(wavefront)以大约45度角入射到剪切板，并且由于板的有限厚度，从剪切板172反射的波前被横向剪切。此外，所反射的波前的干涉导致条纹图样的产生。

本领域技术人员应当理解，根据应用的所希望的分辨率，可以使用任何上述的技术用以通过图3的条纹投影装置42在对象44上产生条纹图样。此外，通过光学单元54捕获相应于对象44的失真条纹图样的瞬时图像，所述瞬时图像由信号处理单元60处理，以便估计与对象44的制造或修理相关的参数。

图9是图1的轮廓测定设备12的另一示范性配置190的图示。轮廓测定设备190包括条纹投影装置42，其被配置用以在对象44上投影条纹图样。在图示的实施例中，条纹投影装置42包括光源192，所述光源通过光纤198耦合到光栅194和透镜196。在一个示范性实施例中，光栅194包括250PLI光栅，透镜196包括双凸透镜。此外，轮廓测定设备190包括光学单元54，用于捕获由对象44调制的失真条纹图样的图像。在这个示范性实施例中，光学单元54包括管道探测镜200和照相机202，所述管道探测镜和照相机通过电缆62耦合到信号处理单元60。如先前描述的，来自光学单元54的所捕获的图像经由信号处理单元60处理。信号处理单元60提取瞬时图像的相图，并且在不干涉加工工艺的情况下估计与对象44的加工操作相关的参数。在某些实施例中，典型的帧率和处理可能以每秒约10次对系统提供更新，这对于反馈和控制操作是足够快的。此外，针对这个应用优化的专用图像处理设备结合高帧率照相机可以提供大约每秒100次的更新。

在上文中描述的方法的各个方面在不同的加工应用中有效。上述技术可以用于提供与经由加工工艺对对象的制造或修理操作相关的参数的实时测量。该技术还可以用于基于所估计的参数闭环控制加工工艺以获得希望的输出。如上面指出的，更一般地，这里描述的方法使用傅立叶变换轮廓测定，用于通过从系统中滤除噪声从单个瞬时图像估计参数。此外，该技术尤其有利于提供具有良好分辨率和精确度的轮廓测定设备，并且是成本有效的而可用于广泛的加工应用。

虽然这里仅示出和描述了本发明的某些特征，但对本领域技术人员可以发生很多修改和变化。因此应当理解的是，附带的权利要求意图覆盖所有落入本发明实质精神的这样的修改和变化。

部件列表

10     激光熔凝系统

12     轮廓测定设备

14     激光熔凝喷嘴

16     激光器

17     熔池

18     基底

20     粉末输送喷嘴

22     对象

24     粉末

26     已构建的层

30     激光熔凝喷嘴

32-34  轮廓测定设备的臂

40     轮廓测定设备

42     光源

44     对象

46     灯

48     LED

50     光学头

52     光纤

54     光学单元

56     高通滤波器

58     照相机

60     信号处理单元

62     电缆

70     用于通过点三角测量方法产生结构化光线的配置

72     激光点

74     对象

76     透镜

78     照相机

80     D

82     d

100    用于产生结构化光线的配置

102    衍射组件

120    基于迈克逊的干涉仪

122    激光器

124    扩束器

126    分束器

128    镜

130    部件

132    照相机和透镜

134    PZT

150    基于数字式全息术的干涉仪

152    镜

154    镜

156    分束器

158    分束器

170    剪切干涉仪

152    激光器

172    剪切板

190    轮廓测定设备

192    光源

194    光栅

196    透镜

198    光纤

200    管道探测镜

202    照相机

Claims (31)

1.一种轮廓测定设备，包括：

条纹投影装置，其被配置用以将条纹图样投影到对象上；

光学单元，其被配置用以捕获由对象调制的失真条纹图样的图像；和

信号处理单元，其被配置用以处理来自光学单元的所捕获的图像，以便从图像中滤除噪声，并且获得与对象的制造或修理相关的参数的实时估计。

2.权利要求1所述的轮廓测定设备，其中条纹投影装置通过光栅、或干涉仪、或数字式条纹投影装置产生条纹图样。

3.权利要求2所述的轮廓测定设备，其中条纹投影装置被配置用以将连续正弦条纹图样投影到对象上。

4.权利要求2所述的轮廓测定设备，其中数字条纹投影装置包括液晶显示器、或数字微镜器件、或硅基液晶投影机。

5.权利要求2所述的轮廓测定设备，其中干涉仪包括被配置用以将条纹图样投影到对象上的迈克逊干涉仪、或数字式全息干涉仪、或剪切干涉仪。

6.权利要求1所述的轮廓测定设备，其中光学单元包括被配置来捕获失真条纹图样的图像的多个透镜。

7.权利要求6所述的轮廓测定设备，其中光学单元包括管道探测镜。

8.权利要求1所述的轮廓测定设备，其中光学单元包括高通滤波器和被配置用于捕获失真条纹图样的图像的照相机。

9.权利要求1所述的轮廓测定设备，其中信号处理单元使用图样间隔分析，以从来自光学单元的所捕获的图像中滤除噪声。

10.权利要求9所述的轮廓测定设备，其中图样间隔分析包括傅立叶变换分析。

11.权利要求9所述的轮廓测定设备，其中信号处理单元被配置用于提取失真条纹图样的相图，并从相图估计与对象的制造或修理相关的参数。

12.权利要求1所述的轮廓测定设备，其中轮廓测定设备被耦合到激光熔凝系统的激光熔凝喷嘴。

13.一种制造装置，包括：

加工系统，具有工艺参数并且被配置用以制造或修理对象；

轮廓测定设备，其被配置用以从轮廓测定设备所产生的单个图像提供与对象的制造或修理相关的参数的实时估计，其中该轮廓测定设备包括：

条纹投影装置，其被配置用以将条纹图样投影到对象上；

光学单元，其被配置用以捕获由对象调制的失真条纹图样的图像；和

信号处理单元，其被配置用以处理来自光学单元的所捕获的图像，以从图像中滤除噪声，并且获得与对象的制造或修理相关的参数的实时估计；以及

控制系统，其被配置用以基于来自轮廓测定设备的所估计的参数调整加工系统的工艺参数。

14.权利要求13所述的制造装置，其中加工系统包括激光熔凝系统，并且工艺参数包括激光功率、或粉末流速、或焦点位置、或速度、或槽尺寸、或其组合。

15.权利要求14所述的制造装置，其中轮廓测定设备被耦合到激光熔凝系统的激光熔凝喷嘴。

16.权利要求13所述的制造装置，其中与对象的制造或修理相关的参数包括焊接熔池的容积、或累计材料层的高度、或累计材料层的厚度、或其组合。

17.权利要求13所述的制造装置，其中条纹投影装置通过光栅、或干涉仪、或数字式条纹投影装置产生条纹图样。

18.权利要求13所述的制造装置，其中信号处理单元使用图样间隔分析，以从来自光学单元的所捕获的图像中滤除噪声。

19.一种激光熔凝系统，包括：

激光熔凝喷嘴，其被配置用以通过在激光产生的熔池中提供粉末材料而形成对象；

条纹投影臂，其耦合到激光熔凝喷嘴并且被配置用以在对象的顶部表面上产生条纹图样；

光学单元，其被配置用以捕获相应于对象的失真条纹图样的瞬时图像；和

信号处理单元，其耦合到光学单元并且被配置用以处理来自光学单元的瞬时图像，以从图像中滤除噪声，并且通过傅立叶变换分析来估计与对象的制造或修理相关的参数。

20.权利要求19所述的激光熔凝系统，其中与对象的制造或修理相关的参数包括焊接熔池的容积、或累计材料层的高度、或累计材料层的厚度、或其组合。

21.权利要求19所述的激光熔凝系统，进一步包括控制系统，其被配置用以响应于所估计的与对象的制造或修理相关的参数来调整激光熔凝系统的工艺参数。

22.权利要求21所述的激光熔凝系统，其中工艺参数包括激光功率、或粉末流速、或焦点位置、或速度、或槽尺寸、或其组合。

23.权利要求19所述的激光熔凝系统，其中条纹投影装置通过光栅、或干涉仪、或数字式条纹投影装置产生条纹图样。

24.权利要求19所述的激光熔凝系统，其中光学单元包括被配置来捕获失真条纹图样的图像的多个透镜。

25.权利要求24所述的激光熔凝系统，其中光学单元包括管道探测镜。

26.权利要求19所述的激光熔凝系统，其中信号处理单元被配置用以提取失真条纹图样的相图，并从相图估计与对象的制造或修理相关的参数。

27.权利要求19所述的激光熔凝系统，其中条纹投影臂被配置用于在对象的顶部表面上产生正弦条纹图样。

28.权利要求19所述的激光熔凝系统，其中信号处理单元被配置用以将来自光学单元的瞬时图像拆分为多个图像，并且其中每个图像相对于其它图像被移位。

29.权利要求28所述的激光熔凝系统，其中信号处理单元被配置用以从多个图像产生相图，用于估计与对象的制造或修理相关的参数。

30.一种对用于制造对象的工艺进行控制的方法，包括：

将条纹图样投影到对象上；

捕获相应于对象的失真条纹图样的瞬时图像；

处理所捕获的图像，以滤除噪声，并通过傅立叶变换分析来估计与对象的制造或修理相关的参数；和

响应于与对象的制造或修理相关的所估计的参数来对用于制造工艺的工艺参数进行控制。

31.一种对由加工系统所形成的对象的参数进行估计的方法，包括：

将如权利要求1-12中任一项所述的轮廓测定设备耦合到加工系统，用于通过对从轮廓测定设备所产生的单个图像的信号处理来提供与对象的制造或修理相关的参数的实时估计，其中轮廓测定设备使用傅立叶变换分析用以从单个图像中估计参数。

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