發(fā)布時(shí)間：2020-04-08 08:12

【摘要】：基于數(shù)字全息的測(cè)量技術(shù)可以對(duì)物體表面的三維結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行無損、高精度的定量分析,是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代精密零件表面輪廓測(cè)量的一項(xiàng)重要手段。但該技術(shù)利用相比全息干板較小尺寸的光電轉(zhuǎn)換器件記錄全息圖,所采集的數(shù)字全息圖記錄范圍小、分辨率低,嚴(yán)重限制了數(shù)字全息在大范圍高精密測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用。本文首先從原理上對(duì)影響數(shù)字全息測(cè)量精度的因素進(jìn)行了分析,得出了記錄過程中離軸數(shù)字全息在光斑尺寸及視場(chǎng)尺寸一定的條件下的最佳物參角及最短記錄距離。根據(jù)離軸數(shù)字全息再現(xiàn)原理,利用頻域?yàn)V波對(duì)全息圖去噪,達(dá)到了再現(xiàn)結(jié)果的分辨率要求。然后針對(duì)相位變化過快以及噪聲等問題對(duì)相位數(shù)值重建產(chǎn)生的影響,提出了基于二階質(zhì)量權(quán)的四向剪切相位解包裹算法,并對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化,通過仿真實(shí)驗(yàn)證明優(yōu)化后的算法不僅有效抑制了噪聲和改善了因相位突變導(dǎo)致的欠采樣問題,而且提高了算法本身的穩(wěn)定性。由于記錄全息圖的光電轉(zhuǎn)換器件尺寸有限,離軸數(shù)字全息去噪是以損失再現(xiàn)像的分辨率或視角為代價(jià)的。為了在離軸數(shù)字全息的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)和較高分辨率的測(cè)量,提出了基于塊匹配的相位拼接與融合算法,實(shí)現(xiàn)了鏡面物體的大范圍高精度測(cè)量。并針對(duì)該算法對(duì)金屬物體表面被測(cè)物匹配成功率低的問題,對(duì)原有的相位拼接融合算法進(jìn)行了改進(jìn),提出了基于塊匹配的相位紋理拼接與融合算法,該算法利用相位紋理特征進(jìn)行匹配,有效抑制了散斑噪聲的干擾,提高了拼接算法的匹配成功率。最后,根據(jù)理論設(shè)計(jì)搭建了離軸菲涅耳數(shù)字全息實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的坐標(biāo)進(jìn)行了標(biāo)定,并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):(1)對(duì)粗糙度儀標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行了測(cè)量,測(cè)得Ra值與標(biāo)準(zhǔn)樣塊標(biāo)稱值的最大偏差為0.008μm;(2)對(duì)鋼制量塊標(biāo)識(shí)進(jìn)行了三維形貌再現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了較大范圍的金屬表面三維形貌再現(xiàn)。
【圖文】：

圖4.10兩幅子全息圖拼接與融合再現(xiàn)圖

標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階段差片
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O438.1;TP391.41

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本文編號(hào)：2619111