白光干涉大范围表面测量的重构与拼接算法的研究

发布时间：2021-03-28 11:19

　　超精密加工技术的发展对表面轮廓检测的要求越来越高。对MEMS微机电系统、微透镜阵列等精密元件进行轮廓测量时,不仅要求测量精度高,而且要求测量范围大。垂直扫描白光干涉测量法能够满足轮廓测量高精度的要求,但是该方法测量范围小。针对白光干涉扫描法测量范围不足这一问题,本文主要开展了如下的研究工作:1、针对三维表面形貌重构算法,研究了噪声、采样步距、相干长度对重构算法的影响。对于Stoilov重构算法存在误差的问题,改进了重构算法。通过对白光干涉信号调制度进行补偿,实现了干涉信号的校正。仿真实验结果表明,改进后的算法能够有效提高表面形貌的重构精度。2、针对表面形貌大范围测量的拼接问题,研究了局部特征不变性原理,将尺度空间理论应用于表面形貌特征点的提取。分析了特征点的检测与定位原理,研究了特征点匹配和三维数据融合算法。仿真测试和拼接实验结果表明,三维表面形貌拼接算法能够有效实现表面形貌的拼接。3、基于Visual Studio 2013开发环境,设计了三维表面形貌拼接软件系统。该系统采用模块化设计,实现了三维表面形貌拼接过程中的图像采集、表面重构、数据拼接、运动控制、数据分析评定等功能。4、采用... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MEMS加速度传感器

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1 绪 论题研究目的及意义面轮廓测量是检验产品加工质量的最常见的手段，超精密加工技术的发展廓测量的要求越来越高。MEMS 器件[1-2]（图 1.1）、微透镜阵列[3-4]（图 1的表面轮廓包含很多复杂的特征，为了检测其加工质量，需要对整个器件高精度的轮廓测量。

德国PTB 研究所研制出了基于三维纳米测量机的大范围原子力显微镜测量仪[9-11]（如图1.3 所示），通过三维纳米测量机实现三维超精密运动，并利用原子力显微镜实现轮廓测量。实现水平 X、Y 方向的测量范围为 25mm，垂直方向的测量范围为 5mm。图 1.3 基于三维纳米测量机的原子力显微镜2015 年，Klapetek[12]设计了纳米级高速测量系统，通过 NMM 运动平台实现三

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本文编号：3105468