[發明專利]一種點衍射三維絕對位移測量方法

無效

• 申請號: 201310183535.2
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103267485A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 王道檔;王福民;鄒慧;劉維;郭天太;孔明;趙軍
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種點衍射三維絕對位移測量方法，其特征在于它的步驟如下：

1)利用一個含有兩點衍射源的測量探頭安裝于被測目標之上，并通過CCD光電探測器實時采集由測量探頭中兩點衍射源產生的兩列相干球面波得到的干涉場，得到相應的干涉圖樣I₀；

2)對步驟1)得到的干涉圖樣I₀進行施加漢寧窗預處理，得到新的干涉圖樣I₁；

3)對步驟2)得到的干涉圖樣I₁進行快速傅里葉變換，可得到相應的頻譜圖，對此頻譜圖施加帶通濾波器將包含有用的+1級頻譜提取出來，同時濾除其他頻譜級次，并對僅含+1級次的頻譜進行逆傅里葉變化，即可重構出相應的干涉場相位信息分布

4)定義CCD平面上中心像素點為三坐標系原點，平面干涉場中任意一空間點P(x,y,z)處到測量探頭中兩點衍射源的距離分別為r₁和r₂，(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)分別為測量探頭中兩點衍射源的坐標，根據光程差與相位分布之間的對應的關系，可得：

其中，(x,y,z)為P點坐標且為已知；

5)由步驟3)得到的干涉場相位信息分布和步驟4)中坐標(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)與空間點P處相位分布的一一對應的關系，根據三維坐標的最小二乘重構模型：

其中，表示實際測量得到相位的差值，和分別為：

從所得相位分布中選取k個像素點(k≥6)，組成非線性超定方程組，通過運用高斯牛頓法對目標函數F的最小化重構出測量探頭兩球面波出射端坐標(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)，取兩球面波出射端的中心坐標作為測量探頭的三維坐標，進而得到被測目標的三維絕對位移量。