嵌入式三维白光干涉数据处理系统研究

发布时间：2021-01-09 00:48

　　随着低功耗、高性能、高集成度且具备良好便携性的产品的社会需求不断增加,嵌入式处理平台开始为越来越多的产品提供解决方案。白光干涉仪能够实现对微观表面形貌的纳米级测量,然而国内对其干涉数据的处理一直无法摆脱对传统PC机的依赖。因此,本文主要设计了基于嵌入式平台的白光干涉数据处理系统。本文通过对国内外白光干涉仪产品以及嵌入式处理器的调研和分析,选用GPU+ARM架构的NVIDIA Jetson TX2嵌入式平台进行应用程序的开发,搭建了简易的白光干涉光路,验证了其功能和可行性。设计了系统的总体设计方案。对白光干涉仿真图像进行了光强峰值提取算法的研究和实现,通过对比不同算法的提取精度、速度以及抗干扰能力的大小,发现七步相移法具备较强的综合优势,选用该算法完成高度信息的提取并获得待测件表面的点云数据。基于Qt完成了图形交互界面的设计并将其集成到嵌入式数据处理系统的顶层用户应用程序中。交互界面采用多个堆栈窗口创建不同的功能界面。使用Open GL ES图形接口实现三维表面形貌的重建,通过对三维模型的几何变换处理并基于帧缓存技术将三维图形渲染到纹理,便于从不同角度实现对待测件表面形貌变化的观测并实现... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

Taylor-Hobson公司的FormTalysurfPGIDimension其中，美国的Veeco公司生产的NT9800表面轮廓仪垂直测量范围为10mm，

1-1 Taylor-Hobson 公司的 FormTalysurf PGI Dimension的 Veeco 公司生产的 NT9800 表面轮廓仪垂直测量范m，RMS 重复性 0.01nm；Taylor Hobson 公司生产的，垂直测量范围大于 10mm，垂直分辨率达到 0.1n。ZYGO 公司生产的基于白光光源的 New View 73测量系统采用白光作为光源，利用白光干涉的特性上进行改装，通过压电陶瓷驱动参考镜进给实现对中提取出最佳干涉点所在位置得到各点的相对高度貌[8]。其垂直测量范围达到 20mm，横向分辨率由显决定，垂直分辨率为 0.1nm，RMS 重复性为 0.01nm

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文YENCE 于 2017 年生产的 WI-5000 系列干涉式同轴 3D 位移WI-5000 位移测量仪基于白光干涉原理，完成实现高精度、-5000 系列位移测量仪产品实现了对面的同时测量，加上设时间得以大幅缩短，无需依赖超高精度的载物台驱动就可采用专用拍摄元件，在高速拍摄后即可在元件内完成超高速执行拍摄数据读取、干涉峰值运算及高度图像传输的平精度可达 0.1μm。该位移测量仪包具备多项测量功能，包括能（如二值化、高斯、边缘提取等）、高度测量（如轮廓（如距离测量、宽度测量、直线检测等）、辅助功能测量示等）等，部分测量功能如图 1-4 所示。


本文编号：2965638