一种振镜式线激光扫描三维测量系统的整体标定方法

    公开(公告)号:CN107014312B

    公开(公告)日:2019-05-24

    申请号:CN201710286051.9

    申请日:2017-04-25

    IPC分类号: G01B11/25

    摘要: 本发明公开了一种振镜式线激光扫描三维测量系统的整体标定方法,首先选择两个有效焦距为f1和f2的镜头,利用摄像机对平面靶标进行拍摄并提取特征点坐标,根据变焦距法计算出图像的主点坐标;然后以焦距f1的镜头作为系统的镜头,对其获得的平面靶标上的特征点坐标,根据Tsai两步法,标定出摄像机的内参数与外参数;其次通过改变振镜控制电压与驱动一维平移台移动,获取不同深度方向与不同光平面下的线激光条纹,通过平面拟合并求交线等运算得到靶标坐标系与世界坐标系的转化关系;最后把系统模型下的坐标均统一到图像像素坐标系与世界坐标系下,完成整个系统的标定。该方法具有标定过程简单,标定精度高、标定速度快等优点。

    一种激光白光复合干涉测量系统及方法

    公开(公告)号:CN108645335B

    公开(公告)日:2021-01-19

    申请号:CN201810448837.0

    申请日:2018-05-11

    IPC分类号: G01B9/02

    摘要: 本发明公开了一种激光白光复合干涉测量装置及方法,可以将单色光相移干涉与白光扫描干涉相结合,提高系统的测量性能。该测量装置包括白光LED光源、准直透镜、滤光片、光学显微干涉模块和图像采集装置。测量方法是首先对被测样品进行白光扫描干涉测量。然后进行单色光相移干涉测量,只需在分光镜前放置滤光片即可,其它部分与白光扫描干涉相同。将白光扫描干涉测量结果与单色光相移干涉测量结果相结合,可以解决单色光相移干涉中存在的相位模糊问题;相对于白光扫描干涉,复合干涉测量结果具有更高的精度。另外,本发明复合干涉测量系统采用Michelson干涉结构,其横向测量范围远大于商业白光干涉Mirau结构的测量范围,对于大尺寸零件表面检测具有更大优势。

    一种便携式纳米加工在线测量装置及测量方法

    公开(公告)号:CN107388982B

    公开(公告)日:2019-11-08

    申请号:CN201710471144.9

    申请日:2017-06-20

    IPC分类号: G01B11/24 G01B11/30

    摘要: 本发明公开了一种便携式纳米加工在线测量装置及测量方法,包括光学测头和电控模块,光学测头通过光学测头底板与电控模块固定;工作时,可调谐红外激光谐振腔与稳压激光二极管发出的光由光纤连接到光纤传输模块,光纤传输模块将两路激光耦合并传送至光纤准直器,光纤准直器将光投射到闪耀光栅上,闪耀光栅的零级衍射光投射到参考臂反射镜并原路返回,一级衍射光经准直透镜投射到被测物表面并原路返回;两路光干涉并返回到光纤准直器,由光纤传输模块检测干涉信号;电控模块包括供电单元、信号采集处理以及系统闭环控制单元,实现光学侧头供电、将干涉信号传送给计算机进行数据处理及将系统信号偏差传送给压电陶瓷供电单元稳定系统工作点的功能。

    用于光学元件加工质量在线检测的光纤干涉共焦系统

    公开(公告)号:CN107144217B

    公开(公告)日:2019-05-24

    申请号:CN201710278345.7

    申请日:2017-04-25

    IPC分类号: G01B9/02 G01B11/24 G01B11/30

    摘要: 本发明公开了一种用于光学元件加工质量在线检测的光纤干涉共焦系统,系统采用光纤器件将白光干涉系统和激光共焦系统进行了共光路集成,以实现光学元件多参数同步在线检测。其中,使用光延迟线和压电陶瓷相结合的光程调整方法以迅速定位干涉位置并实现轴向扫描;将CCD相机和多孔环带滤波器插件等器件以空间光路的形式集成于测量探头,可实现白光干涉全场测量以及激光共焦高分辨率测量;集成测量探头驮载于五维运动台上,可实现测量探头的高自由度位姿调整。本发明系统具有尺寸小、结构紧凑、抗干扰能力强等特点,测量探头与系统主体装置分离且空间距离可灵活调整,无需调整待测光学元件位置,对于大口径光学元件加工质量的在线检测具有很大的优势。

    一种激光白光复合干涉测量系统及方法

    公开(公告)号:CN108645335A

    公开(公告)日:2018-10-12

    申请号:CN201810448837.0

    申请日:2018-05-11

    IPC分类号: G01B9/02

    摘要: 本发明公开了一种激光白光复合干涉测量装置及方法,可以将单色光相移干涉与白光扫描干涉相结合,提高系统的测量性能。该测量装置包括白光LED光源、准直透镜、滤光片、光学显微干涉模块和图像采集装置。测量方法是首先对被测样品进行白光扫描干涉测量。然后进行单色光相移干涉测量,只需在分光镜前放置滤光片即可,其它部分与白光扫描干涉相同。将白光扫描干涉测量结果与单色光相移干涉测量结果相结合,可以解决单色光相移干涉中存在的相位模糊问题;相对于白光扫描干涉,复合干涉测量结果具有更高的精度。另外,本发明复合干涉测量系统采用Michelson干涉结构,其横向测量范围远大于商业白光干涉Mirau结构的测量范围,对于大尺寸零件表面检测具有更大优势。

    用于光学元件加工质量在线检测的光纤干涉共焦系统

    公开(公告)号:CN107144217A

    公开(公告)日:2017-09-08

    申请号:CN201710278345.7

    申请日:2017-04-25

    IPC分类号: G01B9/02 G01B11/24 G01B11/30

    摘要: 本发明公开了一种用于光学元件加工质量在线检测的光纤干涉共焦系统,系统采用光纤器件将白光干涉系统和激光共焦系统进行了共光路集成,以实现光学元件多参数同步在线检测。其中,使用光延迟线和压电陶瓷相结合的光程调整方法以迅速定位干涉位置并实现轴向扫描;将CCD相机和多孔环带滤波器插件等器件以空间光路的形式集成于测量探头,可实现白光干涉全场测量以及激光共焦高分辨率测量;集成测量探头驮载于五维运动台上,可实现测量探头的高自由度位姿调整。本发明系统具有尺寸小、结构紧凑、抗干扰能力强等特点,测量探头与系统主体装置分离且空间距离可灵活调整,无需调整待测光学元件位置,对于大口径光学元件加工质量的在线检测具有很大的优势。

    一种便携式纳米加工在线测量装置及测量方法

    公开(公告)号:CN107388982A

    公开(公告)日:2017-11-24

    申请号:CN201710471144.9

    申请日:2017-06-20

    IPC分类号: G01B11/24 G01B11/30

    摘要: 本发明公开了一种便携式纳米加工在线测量装置及测量方法,包括光学测头和电控模块,光学测头通过光学测头底板与电控模块固定;工作时,可调谐红外激光谐振腔与稳压激光二极管发出的光由光纤连接到光纤传输模块,光纤传输模块将两路激光耦合并传送至光纤准直器,光纤准直器将光投射到闪耀光栅上,闪耀光栅的零级衍射光投射到参考臂反射镜并原路返回,一级衍射光经准直透镜投射到被测物表面并原路返回;两路光干涉并返回到光纤准直器,由光纤传输模块检测干涉信号;电控模块包括供电单元、信号采集处理以及系统闭环控制单元,实现光学侧头供电、将干涉信号传送给计算机进行数据处理及将系统信号偏差传送给压电陶瓷供电单元稳定系统工作点的功能。

    一种振镜式线激光扫描三维测量系统的整体标定方法

    公开(公告)号:CN107014312A

    公开(公告)日:2017-08-04

    申请号:CN201710286051.9

    申请日:2017-04-25

    IPC分类号: G01B11/25

    CPC分类号: G01B11/2504 G01B11/2518

    摘要: 本发明公开了一种振镜式线激光扫描三维测量系统的整体标定方法,首先选择两个有效焦距为f1和f2的镜头,利用摄像机对平面靶标进行拍摄并提取特征点坐标,根据变焦距法计算出图像的主点坐标;然后以焦距f1的镜头作为系统的镜头,对其获得的平面靶标上的特征点坐标,根据Tsai两步法,标定出摄像机的内参数与外参数;其次通过改变振镜控制电压与驱动一维平移台移动,获取不同深度方向与不同光平面下的线激光条纹,通过平面拟合并求交线等运算得到靶标坐标系与世界坐标系的转化关系;最后把系统模型下的坐标均统一到图像像素坐标系与世界坐标系下,完成整个系统的标定。该方法具有标定过程简单,标定精度高、标定速度快等优点。