基于激光干涉条纹的表面形貌测量关键技术研究

发布时间：2021-01-04 00:40

　　随着集成电路、制作加工、材料研究等行业的发展,对表面的形貌测量要求越发苛刻。光学测量通过整合光学、电工学、微机运算及数字图像处理技术,以其非接触性、精度高、三维性、快速性与实时性等特点而得到广泛研究与应用。本文提出将激光干涉条纹应用于物体的3D形貌测量,克服了传统结构光受光栅粗细限制的缺点,能得到密集的干涉条纹。重点研究了相位测量轮廓术和傅里叶变换轮廓术中的关键技术;深入研究了所需要的数字图像滤波;对两种轮廓术均进行了实验研究,并获取了被测物体的形貌还原结果。结果表明,论文所提出的基于激光干涉条纹阵列来获取物体表面3D形貌的方法是切实可行的。本论文的主要研究工作如下:1.根据剪切干涉原理实现激光干涉条纹阵列,设计实验光路并搭建实验平台,对条纹随时间变化的稳定性和频谱特性进行了实验研究。2.利用相位测量轮廓术和傅里叶变换轮廓术方法实现被测物体表面的3D形貌还原,对两种方法都进行了理论推导和实验测试,并对形貌还原结果中存在的问题进行了分析。最后对两种轮廓术的技术核心和适用场景进行了归纳。3.对截断相位的展开原理进行了推导,将最基本的二维相位展开算法进行了简单改进,在保证时间效率的前提下,提... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

立体视觉测量系统图

二章 基于激光干涉条纹形貌测量系统的结构和原设计的产生实验干涉条纹的光路原理图，其中膜，C 面镀的也是半透半反膜，D 面镀的全聚焦后，平行入射于 45°倾斜的平行平板上板使同一波面分裂为两个具有一定相位差的处就会形成干涉条纹 如图 2-5 中所示，将会涉面积小，用于测量微小物体形貌；区域 表面的检测 本实验中利用的是干涉区域 涉条纹的实际光路如图 2-6 所示，为了便于斜的平行平板来改变光路成像方向，但并机是分辨率可达 5120*5120 像素的 Baumer

实验中相机与参考面法线之间具有较大角度，然而，由于相机的景深比较短，所以图2-7(a)只显示了整个干涉条纹图像中成像焦点处比较清晰的一部分，尺寸为2000*2500 像素 图 2-7(b)是一张金属镀膜纸，白色部分是底，黑色部分为高度大约为几十微米的金属镀膜，其中每个黑色单元的长大约为 10mm，宽大约为 4mm 当将我们生成的干涉条纹投射到该金属镀膜纸上时，由于镀膜高度的调制，得到如图 2-7(c)所示的变形条纹图，为了便于观察，该图也只是选取了整个条纹图像的一部

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：2955800