[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202110326311.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113029031B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段吉安;羅志;周海波
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 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(jù)掃描線光譜的掃描寬度，將測量對象的上表面劃分為相應(yīng)寬度的多個單元區(qū)；

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

步驟4，利用同單元區(qū)二次掃描的測量數(shù)據(jù)對同單元區(qū)初步掃描的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)；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(shù)據(jù)分別對應(yīng)至n個點的數(shù)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(shù)據(jù)分別對應(yīng)至m個點的數(shù)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(shù)值校準(zhǔn)；校準(zhǔn)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(shù)值分別為a_i和b_ip，將b截面任意點數(shù)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(zhǔn)后初步掃描的測量數(shù)據(jù)對測量對象的上表面的三維形貌重構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)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(shù)值對測量對象的上表面三維形貌重構(gòu)。

3.一種基于光譜共焦的高精度分步面形測量裝置，應(yīng)用如權(quán)利要求1至權(quán)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(shè)置有三維運(yùn)動平臺，所述三維運(yùn)動平臺設(shè)置有X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺，所述Z向滑臺上設(shè)置有角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述角度調(diào)整機(jī)構(gòu)的底部設(shè)置有掃描探頭，所述掃描探頭設(shè)置有線光譜位移測量系統(tǒng)，所述線光譜位移測量系統(tǒng)照射出線光譜。