透明介質表面形貌檢測方法探究.pdf

1、表面形貌是影響加工表面質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)代光電檢測技術的發(fā)展，形貌測量已經(jīng)成為人們的研究重點。特別是隨著激光技術、計算機技術、數(shù)字圖像處理技術的飛速發(fā)展，光學式非接觸測量在三維形貌測量中應用越來越廣泛。由于在光學器件、精密儀器中大量使用透明介質，所以如何得到透明介質的形貌參數(shù)成為當前形貌檢測的一個熱

2、門課題。
　　 本課題在第一章節(jié)里面主要介紹了當前主要的形貌檢測方法和原理，其中重點介紹了投影柵線相移法和相位解調方法。第二章對邁克爾遜干涉儀進行了詳細論述，介紹了本實驗采用的光路圖及其實驗原理，即采用相移法，分別用平動和旋轉兩種方法實現(xiàn)相移，在第二章的最后，為了驗證所拍圖像的正確與否，引入了仿真的技術。在第三章，對采集的干涉圖像進行了一系列處理，從圖像的去噪，到解相位，去包裹，再到三維顯示。由于旋轉實現(xiàn)相移時，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滿周期的光學圖像。同時，為了與理想結果進行對比，把仿真圖像也進行了解相位，去包裹，三維顯示，最后得出了所做的不足之處。第四章節(jié)，總結了本課題所做的內容，存在的不足，創(chuàng)新點以及前景展望。
　　 本文采用光學干涉法，應用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)。實驗光路簡單，實用性強。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、得出了基于手動旋轉臺，旋轉臺上放光學玻璃做相移時，旋轉角度、玻璃厚度與相移量大小之間的關系，論證了此方法的可行性。
　　 3、由于手動旋轉做相移時，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，N的具體值。
　　 4、搭建了一個簡單易用的光學平臺，實現(xiàn)了一套透明物體測量系統(tǒng)。系統(tǒng)包括CCD、