【技术实现步骤摘要】
一种基于三光源显微系统的表面微缺陷定位与识别方法
[0001]本专利技术涉及工程光学
，具体涉及一种基于三光源显微系统的表面微缺陷定位与识别方法。
技术介绍
[0002]大口径光学元件表面损伤问题是制约高功率固体激光装置负载能力提升的主要瓶颈。元件在加工、清洗、转运过程中会不可避免的引入一些凹坑、划痕、微裂纹等表层微缺陷。在高通量激光的连续辐照下，这些表层微缺陷会快速扩展，其扩展过程是一个“自加速”过程。研究表明，随着激光辐照次数的增加，元件表面的缺陷尺寸将呈指数性增长，缺陷数量也会逐渐增加，并最终导致元件报废。由于大口径光学元件加工工艺复杂，成本很高，为节约装置的维护成本必须对受损伤元件进行及时修复。工程上常采用CO2激光对熔石英元件表面缺陷进行局部修复，通过在缺陷区域刻蚀圆锥体来消除缺陷，该方法能够有效提高元件的损伤阈值延长元件的使用寿命。而采用合适的方法获取元件表面缺陷的准确位置是实现缺陷点激光修复的前提。
[0003]基于机器视觉的暗场检测是光学元件表面缺陷检测的常用手段。暗场检测时，只有缺陷点的散射光...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于三光源显微系统的表面微缺陷定位与识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取元件表面多个缺陷区域的初始位置；所述初始位置包括在机床坐标系下X、Y、Z轴初始坐标；步骤二、对于每个缺陷区域，利用吹尘前后的图像初步排除伪缺陷；步骤三、对于保留的每个缺陷区域，利用预训练的缺陷预测模型进行预测，二次排除伪缺陷；步骤四、对于经过二次排除后保留的每个缺陷区域，采用改变物距的自动聚焦方法和基于图像处理的目标点提取方法对缺陷区域的初始位置进行修正，获取多个缺陷区域的精确位置。2.根据权利要求1所述的一种基于三光源显微系统的表面微缺陷定位与识别方法，其特征在于，步骤一的具体步骤包括：步骤一一、对元件表面预设扫描区域进行逐行逐列移动扫描，采集获取多个预设拍照位置的多张子图；每张子图的预设拍照位置为：式中，x
i,j
、y
i,j
、z
i,j
表示机床坐标系下第j行第i列子图的拍照位置；x
o
、y
o
表示元件几何中心点在相机视野中心时机床坐标系下X、Y轴坐标；Xs、Ys分别表示沿行、沿列方向扫描步进值；S
X
、S
Y
表示扫描起始点与元件几何中心点的距离；z(.)表示以元件几何中心点为坐标原点的元件表面方程；z
o
表示元件几何中心点在相机聚焦清晰时机床坐标系下Z轴坐标；步骤一二、对多张子图进行处理，获得元件表面多个缺陷区域的初始位置。3.根据权利要求2所述的一种基于三光源显微系统的表面微缺陷定位与识别方法，其特征在于，步骤一二的具体步骤包括：对每张子图进行图像分割处理，获得多个缺陷区域图像；计算包络每个缺陷区域中所有像素点的最小外接圆圆心，将该圆心作为每个缺陷区域对应的像素坐标；然后将像素坐标进行转换，获得每个缺陷区域在机床坐标系下的X、Y轴初始坐标；每个缺陷区域在机床坐标系下的Z轴初始坐标为采集子图时相机的位置。4.根据权利要求3所述的一种基于三光源显微系统的表面微缺陷定位与识别方法，其特征在于，步骤二的具体步骤包括：步骤二一、对多个缺陷区域进行吹尘处理，并对每个缺陷区域采集吹尘前后的图像；步骤二二、利用模板匹配方法比较吹尘前后的图像，若匹配程度低则判断该缺陷区域为伪缺陷，否则保留该缺陷区域。5.根据权利要求4所述的一种基于三光源显微系统的表面微缺陷定位与识别方法，其特征在于，步骤二二的具体步骤包括：对吹尘前后的图像进行二值化处理，获取缺陷区域轮廓；计算该缺陷区域轮廓外接矩形并截取该矩形区域图像；将吹尘前的矩形区域图像作为模板，利用下述公式对吹尘前后的矩形区域图像进行模板匹配：
式中，R(x,y)表示吹尘前后矩形区域图像的匹配相关系数；T'(x',y')表示标准化后的吹尘前矩形区域图像在(x',y')坐标位置的值；I'(x+x',y+y')表示标准化后的吹尘后矩形区域图像在(x+x',y+y')坐标位置的值；当匹配相关系数小于预设系数阈值时判断该缺陷区域为伪缺陷...
【专利技术属性】
技术研发人员：程健，尹朝阳，陈明君，赵林杰，袁晓东，郑万国，廖威，王海军，张传超，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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