激光散斑相關計量系統(tǒng)的研究.pdf

1、散斑是一種普遍存在的統(tǒng)計光學現(xiàn)象，一度是全息工作的天敵，但現(xiàn)在已從積極的角度來研究它，借助其非接觸性、響應速度快、實驗條件簡單、環(huán)境因素要求低的優(yōu)點，散斑計量成為現(xiàn)代光學計量的一個重要分支。激光技術、電子技術、計算機技術的發(fā)展促進了散斑計量技術的發(fā)展，使散斑計量技術向實時、高速度及自動化方向發(fā)展。本文運用散斑的統(tǒng)計理論，結合數(shù)字圖像處理技術，根據(jù)散斑圖像的相關性設計了一套測量散斑統(tǒng)計半徑和剛體面內位移的實驗系統(tǒng)。 首先論述了激光

2、散斑測量基本理論、測量方法和數(shù)字圖像處理基礎。介紹了數(shù)字散斑計量技術和散斑計量儀器發(fā)展概況，分析了散斑成因，并從統(tǒng)計的觀點，用自相關函數(shù)對散斑表觀顆粒粗細程度進行了估計；介紹了散斑圖像的數(shù)字圖像基礎和數(shù)字圖像預處理的方法，闡述了數(shù)字散斑圖像相關測量原理。 其次提出了基于相關的散斑計量系統(tǒng)的設計方案，設計了總體結構及系統(tǒng)的硬件和軟件。整個系統(tǒng)包括散斑制作、散斑圖像采集、散斑圖像的預處理和相關計算幾個部分。本系統(tǒng)的散斑的制作是采用激

3、光照射毛玻璃屏得到的透射散斑；圖像采集是用CCD照相的方式，通過視頻采集卡采集存儲的；散斑圖像的預處理包括有降噪、圖像識別、灰度拉伸；相關測量部分是根據(jù)數(shù)字散斑相關理論，運用擬合散斑的自相關函數(shù)的方法計算散斑的統(tǒng)計半徑，利用剛體位移前后的散斑圖像的互相關性測量剛體的面內位移。 最后利用本系統(tǒng)實現(xiàn)了激光數(shù)字散斑統(tǒng)計半徑和剛體面內位移這兩個實驗的測試，并對實驗結果進行了討論。通過實驗的測試，證實了本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時指出本系