基于波數(shù)掃描干涉的深度表面三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)及算法研究.pdf

1、深度表面三維輪廓測(cè)量在復(fù)合材料檢測(cè)和超精密加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前這種高精度測(cè)量技術(shù)通?；诩す飧缮嬖?，激光波數(shù)掃描干涉深度表面三維輪廓測(cè)量術(shù)是激光干涉測(cè)量的一種，是目前檢測(cè)技術(shù)的重要發(fā)展方向，其基本原理是通過調(diào)制激光器的工作溫度進(jìn)行波數(shù)掃描，在此期間CCD相機(jī)連續(xù)采集N張光軸方向的干涉圖像，最后對(duì)所有時(shí)間分辨干涉圖像序列進(jìn)行傅里葉變換，利用空間相位解卷繞技術(shù)高精度還原被測(cè)物體深度方向的表面三維輪廓。系統(tǒng)深度表面三維輪廓的測(cè)量精度

2、取決于激光器輸出波長(zhǎng)的調(diào)制范圍，而實(shí)際應(yīng)用中，激光器的波數(shù)調(diào)制范圍是有限的。針對(duì)上述問題，本文所做的主要工作有:
　　(1)設(shè)計(jì)了一套基于激光波數(shù)掃描干涉的深度表面三維輪廓高精度測(cè)量系統(tǒng);
　　(2)提出一種新的數(shù)據(jù)解調(diào)算法:特征分解子空間最小二乘算法，解決了波數(shù)掃描范圍變窄后，傳統(tǒng)傅里葉變換解調(diào)物體深度表面三維輪廓精度低的問題。
　　本課題主要研究?jī)?nèi)容如下:首先介紹了本文的研究背景及意義，并詳細(xì)介紹了三維輪廓測(cè)量的常

3、用方法，為了解決深度表面三維輪廓測(cè)量的問題，介紹了基于激光波數(shù)掃描干涉的深度表面三維輪廓測(cè)量法及其國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。接下來闡述了激光波數(shù)掃描干涉測(cè)量原理，包括激光波數(shù)掃描、波數(shù)監(jiān)測(cè)、隨機(jī)采樣傅里葉變換理論以及建立了波數(shù)掃描干涉深度表面三維輪廓測(cè)量數(shù)學(xué)模型。從理論上論證了其應(yīng)用于深度表面三維輪廓測(cè)量的可行性。最后推導(dǎo)了通過特征分解子空間最小二乘算法計(jì)算深度方向多表面干涉峰值頻率和相位的公式。并通過計(jì)算機(jī)仿真，驗(yàn)證了本文提出的特征分解子空間