一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)方法，由投影儀向平板投射標(biāo)準(zhǔn)條紋，由第一攝像機(jī)對(duì)平板進(jìn)行成像，標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)條紋圖的相位；同時(shí)，平板上的標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像經(jīng)被測(cè)鏡面反射后得到變形條紋圖像，被第二攝像機(jī)拍攝，計(jì)算變形條紋圖的相位，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)條紋圖相位的標(biāo)定結(jié)果，可得被測(cè)鏡面的梯度分布，再通過積分即可獲取被測(cè)鏡面面形。本發(fā)明還公開了基于該檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置。本發(fā)明適用于檢測(cè)大口徑鏡面，解決了現(xiàn)有的條紋反射鏡面測(cè)量裝置由于投影用顯示器尺寸有限導(dǎo)致測(cè)量口徑有限的問題，同時(shí)能夠避免斜向攝影，提升了系統(tǒng)的測(cè)量分辨率。
【專利說明】—種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在天文觀測(cè)、空間探測(cè)和能源領(lǐng)域經(jīng)常使用口徑0.5米以上的鏡面，這些大口徑鏡面被要求加工成特殊的面形，包括球面、二次曲面以及更復(fù)雜的自由曲面。鏡面在加工過程中，必須不斷檢測(cè)面形，以保證加工的正確進(jìn)行。而對(duì)于自由曲面，無法使用傳統(tǒng)的干涉檢測(cè)方法。[0003]現(xiàn)今工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谧杂汕骁R面的檢測(cè)，通常采用三坐標(biāo)機(jī)、輪廓儀或計(jì)算全息干涉測(cè)量。其中輪廓儀測(cè)量范圍有限，不能用于大口徑鏡面的檢測(cè)；三坐標(biāo)機(jī)的測(cè)量速度極慢，影響加工效率，且測(cè)量采樣點(diǎn)數(shù)量很少；計(jì)算全息法雖然精度高，但每測(cè)試一塊鏡面都要單獨(dú)加工一塊全息片，導(dǎo)致其靈活性不足、成本高。
[0004]條紋反射法在檢測(cè)鏡面面形時(shí)具有很高的效率和靈活性，適用于檢測(cè)各種類型鏡面。然而，現(xiàn)有的條紋反射法檢測(cè)技術(shù)一般使用LCD顯示器投射標(biāo)準(zhǔn)條紋，受到顯示器尺寸的限制，難以測(cè)量大口徑鏡面。同時(shí)，顯示器和攝像機(jī)必須位于鏡面法線的兩側(cè)，即采用斜向投影，因此攝像機(jī)捕捉的條紋圖像在一個(gè)方向被壓縮，降低了該方向的測(cè)量分辨率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種解決了測(cè)量口徑有限問題且提高了系統(tǒng)測(cè)量分辨率的基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)方法及裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:使用投影儀對(duì)平板投射標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像，包括橫向標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像和縱向標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像，其中平板中心位置設(shè)有平板中孔，平板中孔的大小正好可以容納攝像機(jī)鏡頭，以平板左下角為原點(diǎn)建立平板坐標(biāo)系；
[0008]步驟2:投影儀對(duì)平板投射橫向標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像，由第一攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，使用移相法對(duì)條紋圖像進(jìn)行計(jì)算得到平板上的橫向相位辦；
[0009]步驟3:在平板上沿χ方向放置標(biāo)準(zhǔn)長度物，由第一攝像機(jī)對(duì)其進(jìn)行拍攝，由標(biāo)準(zhǔn)長度物的長度可以得到橫向比例因子:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)方法，其特征包括以下步驟: 步驟1:使用投影儀對(duì)平板投射標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像，包括橫向標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像和縱向標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像，其中平板中心位置設(shè)有平板中孔，平板中孔的大小正好可以容納攝像機(jī)鏡頭，以平板左下角為原點(diǎn)建立平板坐標(biāo)系； 步驟2:投影儀對(duì)平板投射橫向標(biāo)準(zhǔn)條紋圖像，由第一攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，使用移相法對(duì)條紋圖像進(jìn)行計(jì)算得到平板上的橫向相位外； 步驟3:在平板上沿X方向放置標(biāo)準(zhǔn)長度物，由第一攝像機(jī)對(duì)其進(jìn)行拍攝，由標(biāo)準(zhǔn)長度物的長度可以得到橫向比例因子:
2.一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)裝置，其特征在于:包括投影儀(1)、第一攝像機(jī)(2)、平板(3)、第二攝像機(jī)(4);所述平板(3)上設(shè)有放置第二攝像機(jī)(4)的中孔(5)，所述投影儀(1)和第一攝像機(jī)(2)位于平板(3)下方，且分別位于中孔(5)的兩側(cè)，二者的中軸線與平板(3)成40° -50°夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)裝置，其特征在于:所述投影儀(1)和第一攝像機(jī)(2)的中軸線與平板(3)成45° ±5°夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述一種基于條紋反射的大口徑鏡面面形檢測(cè)裝置，其特征在于:所述投影儀(1)和第一攝像機(jī)(2)的中軸線與平板(3)成45°夾角。
【文檔編號(hào)】G01B11/25GK103900495SQ201410164635
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】李博, 徐晨, 季波 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院國家天文臺(tái)南京天文光學(xué)技術(shù)研究所
山東科威數(shù)控機(jī)床有限公司銑床官方網(wǎng)站今天是：2024-10-23切換城市[全國]-網(wǎng)站地圖
專業(yè)數(shù)控銑床產(chǎn)品供應(yīng)商
20年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)力工廠，精工品質(zhì)，質(zhì)量有保障
