透明介質(zhì)表面形貌檢測方法探究.pdf

1、表面形貌是影響加工表面質(zhì)量和功能特征的重要因素，目前很多表面形貌的測量、分析和評定還主要停留在二維層面上。然而，由于二維顯示的局限性，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今制造業(yè)對表面參數(shù)的要求。隨著現(xiàn)代光電檢測技術(shù)的發(fā)展，形貌測量已經(jīng)成為人們的研究重點(diǎn)。特別是隨著激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，光學(xué)式非接觸測量在三維形貌測量中應(yīng)用越來越廣泛。由于在光學(xué)器件、精密儀器中大量使用透明介質(zhì)，所以如何得到透明介質(zhì)的形貌參數(shù)成為當(dāng)前形貌檢測的一個(gè)熱

2、門課題。
　　 本課題在第一章節(jié)里面主要介紹了當(dāng)前主要的形貌檢測方法和原理，其中重點(diǎn)介紹了投影柵線相移法和相位解調(diào)方法。第二章對邁克爾遜干涉儀進(jìn)行了詳細(xì)論述，介紹了本實(shí)驗(yàn)采用的光路圖及其實(shí)驗(yàn)原理，即采用相移法，分別用平動(dòng)和旋轉(zhuǎn)兩種方法實(shí)現(xiàn)相移，在第二章的最后，為了驗(yàn)證所拍圖像的正確與否，引入了仿真的技術(shù)。在第三章，對采集的干涉圖像進(jìn)行了一系列處理，從圖像的去噪，到解相位，去包裹，再到三維顯示。由于旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)相移時(shí)，相移量的大小未知

3、，本課題采用兩種圖像的相似度算法得到了一個(gè)滿周期的光學(xué)圖像。同時(shí)，為了與理想結(jié)果進(jìn)行對比，把仿真圖像也進(jìn)行了解相位，去包裹，三維顯示，最后得出了所做的不足之處。第四章節(jié)，總結(jié)了本課題所做的內(nèi)容，存在的不足，創(chuàng)新點(diǎn)以及前景展望。
　　 本文采用光學(xué)干涉法，應(yīng)用He-Ne激光器，基于邁克爾遜干涉儀，測出了平凸鏡的形貌參數(shù)。實(shí)驗(yàn)光路簡單，實(shí)用性強(qiáng)。本論文主要完成以下具體工作:
　　 1、針對激光散斑造成的光學(xué)圖像噪聲”選擇不同

4、的濾波窗口，采用各種濾波方法，最后得出了高斯濾波對于激光噪聲的處理較好。
　　 2、得出了基于手動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)上放光學(xué)玻璃做相移時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度、玻璃厚度與相移量大小之間的關(guān)系，論證了此方法的可行性。
　　 3、由于手動(dòng)旋轉(zhuǎn)做相移時(shí)，相移的大小未知，本課題采用圖像匹配算法和峰值信噪比算法，最后得出采用滿周期N步相移時(shí)，N的具體值。
　　 4、搭建了一個(gè)簡單易用的光學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了一套透明物體測量系統(tǒng)。系統(tǒng)包括CCD、