基于亞像素的干涉條紋精確定位技術(shù)的研究.pdf

1、干涉條紋處理方法作為激光干涉系統(tǒng)的核心，一直以來(lái)倍受人們的關(guān)注。在激光干涉測(cè)量中，測(cè)量精度在很大程度上取決于條紋信號(hào)處理方法。為達(dá)到微米甚至納米級(jí)的測(cè)量精度，毫無(wú)例外的都需要對(duì)干涉條紋信號(hào)進(jìn)行細(xì)分，細(xì)分的精度決定了測(cè)量精度。在條紋細(xì)分技術(shù)中，計(jì)算機(jī)軟件法，是一種非接觸的測(cè)量方式，它不需要對(duì)器件本身做任何的處理，具有測(cè)量快速、費(fèi)用低、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。而邁克爾遜干涉儀作為許多現(xiàn)代干涉儀的原型，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光路直觀、精度高，其調(diào)整和使用具有

2、典型性。 鑒于此，本文提出了一種基于邁克爾遜干涉儀結(jié)構(gòu)獲取干涉條紋的激光干涉圖像處理系統(tǒng)。利用編寫的圖像處理算法軟件對(duì)干涉條紋進(jìn)行細(xì)分，從而提高測(cè)量精度。 本文重點(diǎn)闡述了干涉條紋數(shù)字圖像的預(yù)處理、旋濾波、條紋中心線提取、亞像素定位。干涉條紋小數(shù)部分的實(shí)驗(yàn)表明，本方案中的條紋圖像處理算法具有去除噪聲能力強(qiáng)，定位精度高的優(yōu)點(diǎn)。 本文的主要工作有以下幾點(diǎn)： 1．對(duì)旋濾波算法進(jìn)行了改進(jìn)，先對(duì)條紋圖進(jìn)行巴特沃斯低通

3、濾波，然后根據(jù)濾波后的圖像求條紋方位，在條紋切線方向做均值濾波。 2．引入邊緣檢測(cè)算子來(lái)提取導(dǎo)數(shù)符號(hào)二值圖的條紋邊界，避免了采用領(lǐng)域微分法時(shí)需對(duì)一些雙值點(diǎn)單獨(dú)考慮的情況，同時(shí)避免因人為的干預(yù)降低算法的自動(dòng)化程度。利用邊緣檢測(cè)算法改進(jìn)導(dǎo)數(shù)符號(hào)二值圖法，使整個(gè)提取中心線的過(guò)程自動(dòng)的完成，提高了處理速度。 3．用三次樣條插值法擬合條紋灰度，對(duì)條紋中心線進(jìn)行亞像素精確定位，并在此基礎(chǔ)上提出了一種計(jì)算干涉條紋小數(shù)部分的方法。