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一种高稳定性的合成波长相位解调方法技术

技术编号:46074835 阅读:14 留言:0更新日期:2025-08-12 18:00
本发明专利技术属于光学测量技术领域,具体一种高稳定性的合成波长相位解调方法。本发明专利技术包括:基于三波长合成相位预处理与支路校正,通过计算二级合成波长扩展无歧义量程至毫米级;分阶段处理策略中,先利用校正后合成相位生成粗测高度轮廓,再以整数周期遍历与局部微进结合误差函数优化,实现高效候选高度筛选;最后通过多波长一致性检验剔除异常解,确保抗噪性。本方法无需依赖复杂硬件,以纯方法的设计实现大范围(几十微米级)高精度(亚纳米级)测量,满足大尺寸工件的表面轮廓检测需求,单像素处理时间降至微秒级,支持实时测量,适用于航空航天、精密制造等领域的大尺寸表面形貌检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学测量,具体涉及一种合成波长相位解调方法。


技术介绍

1、在大尺寸装备制造、精密机械安装及航空航天等领域,高精度、大量程且实时的距离以及高度测量需求日益增长。传统激光干涉测距技术虽凭借纳米级精度在精密工程中广泛应用,但其核心依赖干涉条纹的整数计数与细分,导致非模糊度量程仅为激光波长的一半(即[0,λ/2]),在面对大尺寸工件的高度差或表面起伏时,无法实现无歧义测量,严重制约了其应用范围。

2、为突破单波长测量的量程限制,基于绝对测距模式的多波长干涉技术成为关键方向。该技术通过合成多个波长的干涉信号,将非模糊度量程扩展至合成波长量级,显著提升了大范围测量能力。然而,当前多波长干涉技术仍面临多重挑战:(1)单波长固有局限:单波长相位测量受限于物理波长,仅能获取[0,λ/2]的高度信息,对于航空航天部件的毫米级高度差或大尺寸装备的表面轮廓测量,需频繁进行相位解包,易受噪声干扰导致解算错误。(2)多波长合成的相位模糊问题:传统多波长合成技术依赖两波长或三波长的相位差计算合成波长,但实际应用中,多波长光源的频率稳定性(如温度、振动引起的波本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高稳定性的合成波长相位解调方法,其特征在于,包括:基于三波长合成相位预处理与支路校正,通过计算二级合成波长扩展无歧义量程至毫米级;采用分阶段处理策略,先利用校正后合成相位生成粗测高度轮廓,再以整数周期遍历与局部微进结合误差函数优化,实现高效候选高度筛选;最后通过多波长一致性检验剔除异常解,确保抗噪性;具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的合成波长相位解调方法,其特征在于,步骤1中所述具体合成波长与合成相位计算,包括:

3.根据权利要求2所述的合成波长相位解调方法,其特征在于,步骤2中所述合成相位支路矫正,是针对相位周期性导致的多解分支,使合成相位在阶跃位...

【技术特征摘要】

1.一种高稳定性的合成波长相位解调方法,其特征在于,包括:基于三波长合成相位预处理与支路校正,通过计算二级合成波长扩展无歧义量程至毫米级;采用分阶段处理策略,先利用校正后合成相位生成粗测高度轮廓,再以整数周期遍历与局部微进结合误差函数优化,实现高效候选高度筛选;最后通过多波长一致性检验剔除异常解,确保抗噪性;具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的合成波长相位解调方法,其特征在于,步骤1中所述具体合成波长与合成相位计算,包括:

3.根据权利要求2所述的合成波长相位解调方法,其特征在于,步骤2中所述合成相位支路矫正,是针对相位周期性导致的多解分支,使合成相位在阶跃位置的跳变模糊,采用符号判...

【专利技术属性】
技术研发人员:王施相姚润泽吴韵婕陈芃刘勇
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:

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