[發(fā)明專利]一種干涉條紋位移信息提取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110294168.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113011439A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忠明;李俊霖;唐延甫;楊永強(qiáng);李洪雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G06K9/46
• 分類號(hào): G06K9/46;G01B11/02;G06K9/38;G06K9/40
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發(fā)明涉及激光干涉測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。具體提供一種干涉條紋位移信息提取方法，以干涉條紋半徑R與參考面和被測(cè)面投影距離之間的變化關(guān)系為理論依據(jù)，對(duì)干涉條紋進(jìn)行圖像處理，識(shí)別圖像中心處干涉條紋半徑的變化情況，實(shí)現(xiàn)分辨率為λ/4的位移信息提取。解決了人工計(jì)數(shù)誤差大，光電傳感器及圖像處理識(shí)別方法分辨率低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提取位移信息的同時(shí)，位移分辨率達(dá)到四分之一波長(zhǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光干涉測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種干涉條紋位移信息提取方法。

背景技術(shù)

利用邁克爾遜干涉進(jìn)行精密檢測(cè)時(shí)，干涉條紋中心亮暗變化一次，光程差變化二分之一波長(zhǎng)，當(dāng)進(jìn)行微位移檢測(cè)時(shí)，位移變化二分之一波長(zhǎng)。針對(duì)干涉條紋中心亮暗的變化次數(shù)的計(jì)數(shù)，主要方法有人工計(jì)數(shù)和自動(dòng)計(jì)數(shù)。人工計(jì)數(shù)依靠人眼進(jìn)行識(shí)別并進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)變化次數(shù)較多，變化速度較快時(shí)，存在漏記得情況，容易造成計(jì)數(shù)人員的疲勞，存在較大的人為誤差因素。自動(dòng)計(jì)數(shù)利用光電傳感器或圖像處理識(shí)別圖像中心的亮暗，自動(dòng)化程度較高，但是位移分辨率最高是二分之一波長(zhǎng)。

現(xiàn)有方法：人工計(jì)數(shù)，容易造成人員疲勞，存在較大的人為誤差；光電傳感器及圖像處理識(shí)別中心亮暗的方法位移分辨率最高二分之一波長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種干涉條紋位移信息提取方法，本發(fā)明自動(dòng)化程度高的同時(shí)，位移分辨率可以達(dá)到四分之一波長(zhǎng)。

本發(fā)明提供一種干涉條紋位移信息提取方法，以干涉條紋半徑R與參考面和被測(cè)面投影距離之間的變化關(guān)系為理論依據(jù)，對(duì)干涉條紋進(jìn)行圖像處理，識(shí)別圖像中心處干涉條紋半徑的變化情況，實(shí)現(xiàn)分辨率為λ/4的位移信息提取。

優(yōu)選地，所述位移信息提取步驟包括：

S1：對(duì)相機(jī)采集到的干涉條紋圖像進(jìn)行中值濾波；

S2：對(duì)采集到的圖像進(jìn)行頂帽變換；

S3：對(duì)圖像進(jìn)行自適應(yīng)閾值二值化處理；

S4：對(duì)圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，去除步驟S3中二值化干涉條紋圖像邊緣的小面積區(qū)域。

優(yōu)選地，步驟S3具體為：采用基于最大類間方差法的自適應(yīng)閾值二值化對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理。

優(yōu)選地，所述步驟S4之后還包括如下步驟：

S5：對(duì)圖像的中間位置連通域識(shí)別；

S6：計(jì)算外接矩形的邊長(zhǎng)；

S7：根據(jù)邊長(zhǎng)的數(shù)值變化來(lái)提取位移信息。

優(yōu)選地，所述步驟S5中，所述中間位置連通域具體為識(shí)別圖像的所有連通域并標(biāo)記序號(hào)最大的連通域。

優(yōu)選地，所述步驟S6具體為：繪制標(biāo)記連通域的最小面積外接矩形并計(jì)算出矩形的邊長(zhǎng)，邊長(zhǎng)的一半即為中心位置干涉條紋的半徑R。

優(yōu)選地，半徑變化到最大值的一半時(shí)，位移變化量為λ/4，當(dāng)半徑從最大值變化到零時(shí)，位移變化量為λ/2。

優(yōu)選地，當(dāng)干涉條紋中心位置為暗時(shí)，先對(duì)相機(jī)采集到的干涉條紋圖像進(jìn)行取反處理，再進(jìn)行步驟S1-S7操作。

本發(fā)明能夠得到以下有益效果：

本發(fā)明提供一種干涉條紋位移信息提取方法，解決人工計(jì)數(shù)誤差大，光電傳感器及圖像處理識(shí)別方法分辨率低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提取位移信息的同時(shí)，位移分辨率達(dá)到四分之一波長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種干涉條紋位移信息提取方法的邁克爾遜干涉示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種干涉條紋位移信息提取方法的干涉成像原理示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種干涉條紋位移信息提取方法的圖像處理流程圖；