[發明專利]基于光譜共焦的高精度分步面形測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202110326311.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113029031B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 段吉安;羅志;周海波
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

1.一種基于光譜共焦的高精度分步面形測量方法，其特征在于，包括：

步驟1，利用掃描探頭照射出線光譜；

步驟2，根據掃描線光譜的掃描寬度，將測量對象的上表面劃分為相應寬度的多個單元區；

步驟3，通過移動掃描探頭，分別對每個單元區進行掃描；掃描單元區時，將線光譜垂直于三維運動平臺的掃描運動方向，掃描探頭從單元區的一端截面向另一端截面運動進行初步掃描，初步掃描后，將掃描探頭和線光譜旋轉角度θ，且0°＜θ＜180°，并移動至初始位置，掃描探頭從單元區的一端截面向另一端截面運動進行二次掃描，收集初步掃描的測量數據以及二次掃描的測量數據；

步驟4，利用同單元區二次掃描的測量數據對同單元區初步掃描的測量數據進行校準；將二次掃描中某一時刻線光譜所在截面的上輪廓離散成n個點，將該截面定義為a截面，將二次掃描的測量數據分別對應至n個點的數值得到a₁,a₂,a₃...a_i...a_n；將初步掃描時，線光譜所在截面的上輪廓離散成m個點，將該截面定義為b截面，將初步掃描的測量數據分別對應至m個點的數值得到b_i1,b_i2,b_i3...b_ij...b_im，利用a₁,a₂,a₃...a_i...a_n的值對每個b截面b_i1,b_i2,b_i3...b_ij...b_im數值校準；校準的方式具體為：定義a截面與b截面在測量對象上表面交點為P，二次掃描和初步掃描在點P獲得數值分別為a_i和b_ip，將b截面任意點數值定義為c_ij，令Δ_i＝a_i-b_ip，則c_ij＝b_ij+Δ_i；

步驟5，將校準后初步掃描的測量數據對測量對象的上表面的三維形貌重構。

2.根據權利要求1所述的基于光譜共焦的高精度分步面形測量方法，其特征在于，通過c_ij的數值對測量對象的上表面三維形貌重構。

3.一種基于光譜共焦的高精度分步面形測量裝置，應用如權利要求1至權利要求2任一項所述的基于光譜共焦的高精度分步面形測量方法，其特征在于，包括：

測量平臺，所述測量平臺上設置有三維運動平臺，所述三維運動平臺設置有X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺，所述Z向滑臺上設置有角度調整機構，所述角度調整機構的底部設置有掃描探頭，所述掃描探頭設置有線光譜位移測量系統，所述線光譜位移測量系統照射出線光譜。