[發(fā)明專利]一種用于激光剪切散斑系統(tǒng)的剪切鏡調(diào)節(jié)及其校準(zhǔn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210583343.X
• 申請(qǐng)日: 2022-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN115165309B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳戰(zhàn)武;王鴻宇;張渝;李輝;劉洋;代穎軍;白利兵;張杰;陸韡;楊時(shí)敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天化工應(yīng)用研究所
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種利用用于激光剪切散斑系統(tǒng)的剪切鏡調(diào)節(jié)及其校準(zhǔn)裝置實(shí)現(xiàn)的剪切鏡調(diào)節(jié)及校準(zhǔn)方法，所述剪切鏡調(diào)節(jié)及其校準(zhǔn)裝置包括激光剪切散斑背景激光激勵(lì)裝置，分光棱鏡，相移平面鏡，剪切鏡，感光CCD單元，前置鏡頭，剪切鏡調(diào)節(jié)裝置、激光發(fā)生器；所述的剪切鏡調(diào)節(jié)裝置包括安裝在剪切鏡背面中心位置的旋轉(zhuǎn)支架、兩個(gè)平衡彈簧以及兩個(gè)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的精密螺桿；所述兩個(gè)平衡彈簧位于旋轉(zhuǎn)支架同側(cè)用于穩(wěn)定剪切鏡鏡面位置，位于旋轉(zhuǎn)支架另一側(cè)的兩個(gè)精密螺桿用于在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下調(diào)節(jié)剪切鏡偏轉(zhuǎn)量；其特征在于包括：

S1、打開激光發(fā)生器，在被測面上投影相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖案；

S2、從感光CCD單元中采集一幅圖像，并進(jìn)行圖像邊緣檢測，再從邊緣檢測結(jié)果中提取封閉區(qū)域；

S3、通過封閉區(qū)域中連通區(qū)域的個(gè)數(shù)判斷當(dāng)前剪切量等級(jí)；根據(jù)不同的剪切量等級(jí)計(jì)算當(dāng)前的剪切量Δx,Δy；

S4、利用剪切鏡調(diào)節(jié)裝置驅(qū)動(dòng)剪切鏡分別在X和Y方向偏轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生剪切角Δθ_x,Δθ_y,重復(fù)步驟S2至S3得到新的剪切量Δx′,Δy′,進(jìn)而得到剪切量與剪切角的對(duì)應(yīng)關(guān)系Δθ_x→(Δx′-Δx),Δθ_y→(Δy′-Δy)；

S5、根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，調(diào)節(jié)剪切鏡的剪切角，使得標(biāo)準(zhǔn)圖案完全重合，此時(shí)剪切鏡在X與Y方向上的剪切量都為0,由此實(shí)現(xiàn)了校準(zhǔn)的目的；

上述X方向?yàn)樗椒较颍籝是垂直方向，與精密螺桿在剪切鏡背面觸點(diǎn)連線平行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括：

已知被測面上投影的標(biāo)準(zhǔn)圖案內(nèi)部空心區(qū)域面積為S_inner,標(biāo)準(zhǔn)圖案完全重合后其連通區(qū)域S′_inner所占用的像素點(diǎn)總數(shù)為N，則像素與實(shí)際尺寸的量化對(duì)應(yīng)關(guān)系為N/S_inner，由此得到實(shí)際尺寸與像素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：Δθ_x,Δθ_y為任意非零，且保證激光校正圖像在CCD視野范圍內(nèi)的值，優(yōu)先選擇使得剪切量等級(jí)變小的值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：剪切鏡調(diào)節(jié)裝置通過下述方式驅(qū)動(dòng)剪切鏡偏轉(zhuǎn)：

沿Y軸方向偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)：控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)精密螺桿伸縮相同的位移量則剪切鏡沿Y軸的偏轉(zhuǎn)角度為此時(shí)，沿X軸偏轉(zhuǎn)角度為θ_x＝0；

沿X軸方向偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)：控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密螺桿伸縮相反的位移量則剪切鏡沿X軸的偏轉(zhuǎn)角度為此時(shí)，沿Y軸偏轉(zhuǎn)角度為θ_y＝0；

同時(shí)沿X與Y軸方向偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)：控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)精密螺桿伸縮不同的位移量則沿X與Y軸方向的偏轉(zhuǎn)角度為

l_x,l_y分別是螺桿與彈簧觸點(diǎn)間距、兩螺桿觸點(diǎn)間距。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：S1中被測面上投影相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖案為空心三角形，則S3中連通區(qū)域數(shù)量等于1，剪切量為低等級(jí)；連通區(qū)域數(shù)量為2時(shí)，剪切量為高等級(jí)；連通區(qū)域數(shù)量為3時(shí)，剪切量為中等級(jí)。