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

1、深度表面三維輪廓測量在復合材料檢測和超精密加工領域有著廣泛的應用。目前這種高精度測量技術通?；诩す飧缮嬖?，激光波數(shù)掃描干涉深度表面三維輪廓測量術是激光干涉測量的一種，是目前檢測技術的重要發(fā)展方向，其基本原理是通過調制激光器的工作溫度進行波數(shù)掃描，在此期間CCD相機連續(xù)采集N張光軸方向的干涉圖像，最后對所有時間分辨干涉圖像序列進行傅里葉變換，利用空間相位解卷繞技術高精度還原被測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量精度

2、取決于激光器輸出波長的調制范圍，而實際應用中，激光器的波數(shù)調制范圍是有限的。針對上述問題，本文所做的主要工作有:
　　(1)設計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量系統(tǒng);
　　(2)提出一種新的數(shù)據(jù)解調算法: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)傅里葉變換解調物體深度表面三維輪廓精度低的問題。
　　本課題主要研究內容如下:首先介紹了本文的研究背景及意義，并詳細介紹了三維輪廓測量的常

3、用方法，為了解決深度表面三維輪廓測量的問題，介紹了基于激光波數(shù)掃描干涉的深度表面三維輪廓測量法及其國內外的研究現(xiàn)狀。接下來闡述了激光波數(shù)掃描干涉測量原理，包括激光波數(shù)掃描、波數(shù)監(jiān)測、隨機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量數(shù)學模型。從理論上論證了其應用于深度表面三維輪廓測量的可行性。最后推導了通過特征分解子空間最小二乘算法計算深度方向多表面干涉峰值頻率和相位的公式。并通過計算機仿真，驗證了本文提出的特征分解子空間