【技术实现步骤摘要】
一种高精度微曲面复光束光学检测方法和系统
[0001]本专利技术涉及精密工程测量的
，更具体地，涉及一种高精度微曲面复光束光学检测方法和系统。
技术介绍
[0002]近年来，工业零器件的超精密加工技术在航空航天、国防、生物医学、通讯、微电子等高科技领域中的应用越来越广泛，并成为了光电及通讯行业的关键部件。多种多样的应用需求对零件的曲面面形精度也提出了更高的要求。准确测量曲面零件的表面形貌，不但能正确识别加工过程中的变化和缺陷，而且对控制和改进加工方法、研究表面几何特性与使用性能的关系，以及提高加工表面的质量和产品性能都有着重要意义。目前针对零件曲面的测量方法主要包括接触式测量方法和光学非接触式测量方法。接触式测量方法以探针式表面轮廓仪和三坐标测量机为代表，具有直观可靠、操作简单、通用性强的特点，垂直测量范围大，适合于微米或亚微米级工程表面的测量；但在测量速度慢，测量结果受温度变化影响较大。由于触针与被测零件表面接触，会对超精密加工曲面零件表面造成损伤，触针易磨损，并且无法对软性及柔性物体进行测量。光学非接触测量方法主要...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度微曲面复光束光学检测方法，其特征在于，包括：S1：向被测物体发射光束，采集被测物体旋转过程中的光束反射图像；S2：对光束反射图像进行预处理，获得预处理图像；S3：根据预处理图像，获得被测物体的旋转方向；S4：根据预处理图像和旋转方向，计算被测物体的表面法向量，获得被测物体的表面法向量RGB图；S5：对表面法向量RGB图进行处理，获得处理后的表面法向量；S6：根据处理后的表面法向量计算被测物体上各点的深度值，组成被测物体的深度图；S7：根据深度图重建被测物体的曲面模型。2.根据权利要求1所述的高精度微曲面复光束光学检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用位置固定的复光束角度传感器向被测物体发射光束。3.根据权利要求1所述的高精度微曲面复光束光学检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用位置固定的CMOS摄像机拍摄被测物体旋转过程中的光束反射图像。4.根据权利要求1所述的高精度微曲面复光束光学检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，对光束反射图像进行预处理为：利用中值滤波器对光束反射图像进行平滑处理。5.根据权利要求1所述的高精度微曲面复光束光学检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据预处理图像，获得被测物体的旋转方向的具体方法为：对所有预处理图像进行加和处理，形成光束反射的叠加图像；在叠加图像上，每张预处理图像上对应光束点形成一个圆圈；选取位于叠加图像中心的圆圈，利用OpenCV中的moments()函数计算该圆圈的重心，作为该圆圈的圆心；在该圆圈上选择相邻两张预处理图像对应的光束点，结合该圆圈的圆心，利用余弦定理计算两个光束点间的夹角，即方向的改变角度，进而确定被测物体的旋转方向。6.根据权利要求1所述的高精度微曲面复光束光学检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据预处理图像和旋转方向，计算被测物体的表面法向量的具体方法为：被测物体的表面法向量与光束的照射方向、预处理图像的亮度值之间存在以下关系：I＝K
d
LN
T
式中，I表示预处理图像的亮度值，K
d
表示反射率，L表示单位化的光束的照射方向，N表示被测物体的表面法向量，(*)
T
表示求转置；光束的照射方向与被测物体的旋转方向的存在相对位置关系，被测物体的旋转方向即是光束的照射方向；则被测物体的预处理图像上任意一点有：式中，表示第n张预处理图像上位置坐标为(i,j)的像素点的亮度值，表示第n张预处理图像对应的光束照射方向在空间直角坐标系中x轴、y轴、z轴上的方向分量，表示第n张预处理图像上位置坐标为(i,j)的像素点在x轴、y轴、z轴上表面法向
量分量。7.根据权利要求1所述的高精度微曲面复光束光学检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，对表面法向量R...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡念，周广，何兆泉，陈梅云，王晗，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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