【技术实现步骤摘要】
基于单缝衍射原理利用CCD测量微小位移的方法
本专利技术涉及测距领域，具体涉及一种利用CCD图像处理进行测量微小位移的方法。
技术介绍
现阶段，国内外微小位移测量技术的发展，测量距离变得越来越小，所以微小位移的测量变得越来越重要。测量微小位移的工具也变得智能化、自动化，测量的精度很高，测量的动态范围也向较广的领域发展，测量的维度也在变化，从一维向二维到多维度的测量领域发展。近些年来，产生了很多测量微小位移的方法，如光学、电磁学、机械力学等诸多方法，但是大致可以分为两大类，一类是非光学的方法，一类是光学的方法。非光学的方法有：基于线性可调的差动变压器测量、数字图像处理测量、电磁发射技术测量、电涡流位移传感器测量、磁场测量技术、显微镜检测技术、千分表与百分表测量法、传感器测量法等等。光学的测量方法也有许多，包括激光扫描位移的测量，光栅条纹位移测量、光杠杆法、光的干射法、光的衍射法、红外技术位移测量、光学图像位移等等。传统的位移测量方法无论是非光学法或是光学法均存在测量精度不高或者测量操作复杂的弊端。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种操作简单、实现...
【技术保护点】
一种基于单缝衍射原理利用CCD测量微小位移的方法，其特征在于，包括如下步骤：a)两个波长相同的激光光源，两个光源的光路相平行，其中一激光光源射出的光线穿过定标狭缝后产生琅禾费衍射，另一激光光源射出的光线穿过可变狭缝后产生琅禾费衍射，两个衍射后的光路穿过凸透镜后聚焦在凸透镜的后焦平面上形成两幅衍射图像，移动物体的位移时可变狭缝的缝隙宽度随之改变；b)在移动物体发生微小位移前，CCD相机将两幅衍射图像记录并转化为数字信息保存至计算机；c)利用MATLAB读取两幅衍射图像，使用rgb2gray函数命令对读取到的图像进行灰度值转换；d)利用巴特沃斯低通滤波器对转换为灰度值的图像进行...
【技术特征摘要】
1.一种基于单缝衍射原理利用CCD测量微小位移的方法，其特征在于，包括如下步骤：a)两个波长相同的激光光源，两个光源的光路相平行，其中一激光光源射出的光线穿过定标狭缝后产生琅禾费衍射，另一激光光源射出的光线穿过可变狭缝后产生琅禾费衍射，两个衍射后的光路穿过凸透镜后聚焦在凸透镜的后焦平面上形成两幅衍射图像，移动物体的位移时可变狭缝的缝隙宽度随之改变；b)在移动物体发生微小位移前，CCD相机将两幅衍射图像记录并转化为数字信息保存至计算机；c)利用MATLAB读取两幅衍射图像，使用rgb2gray函数命令对读取到的图像进行灰度值转换；d)利用巴特沃斯低通滤波器对转换为灰度值的图像进行传递函数处理，使其图像平滑滤波；e)将两幅平滑滤波后的图像通过傅里叶变换转变为条纹图像；f)利用MATLAB计算由定标狭缝产生的衍射的条纹图像的主极大宽度Δx定，利用MATLAB计算由可变狭缝产生的衍射的条纹图像的主极大宽度Δx变；g)通过公式计算可变狭缝的宽度a变，其中式中f为凸透镜的焦距，λ为激光光源的波长；h)在移动物体发生微小位移后，可变狭缝的宽度改变，CCD相机将位移后的两幅衍射图像记录并转化为数字信息保存至计算机；i)利用MATLAB读取两幅衍射图像，使用rgb2gray函数命令对读取到的图像进行灰度值转换；g)利用巴特沃斯低通滤波器对转换为灰度值的图像进行传递函数处理，使其图像平滑滤波；k)将两幅平滑滤波后的图像通过傅里叶变换转变为条纹图像；l)利用MATLAB计算由定标狭缝产生的衍射的条纹图像的主极大宽度Δx定，利用MATLAB计算由位移后的可变狭缝产生的衍射的条纹图像的主极大宽度Δx变′；m)通过公式计算为以后的可变狭缝的宽度a变′n)通过|a变-a变‘|计算移动物体的位移量。2.根据权利要求1所述的基于单缝衍射原理利用CCD测量微小位移的方法，其特征在于：所述激光光源采用650nm的红光光源。3.根据权利要求1所述的基于单缝衍射原理利用CCD测量微小位移的方法，其特征在于：步骤f)中主...
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