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工具技术2025年第03期:垂直扫描白光干涉轮廓测量的抗振恢复算法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李泽昊;曲通;肖宇;刘晓军;

单位:华中科技大学机械科学与工程学院;

摘要:针对垂直扫描白光干涉轮廓测量精度与其垂直扫描干涉图像轴向定位精度的紧密关系,由于物镜驱动器定位精度及外界环境振动等因素的影响,实际轴向位置与其设定值存在一定偏差。本文基于白光干涉测量原理以及激光相移干涉技术,分析像素点干涉信号,提出干涉质量评价模型来排除失真信号的干扰,同时提取各有效干涉信号峰值所在图像帧数作为信号峰值初矩阵,设定一定的宽松系数排除没有干涉条纹的图像或仅包含低对比度的干涉条纹图像。通过循环迭代的方法,从有效干涉图像的第一帧图像开始,将每次计算中信号峰值在该次测量范围内的像素点作为本次计算的有效计算区域,对该区域采用最小二乘法提取局部移相量,最后将局部移相量求解为整体的步长并进行三维表面重建。仿真和实验结果表明,本文所提算法在不同振动环境下步长提取误差小于0.5 nm,在振动环境下的测量精度相比传统算法高,表现出良好的抗振能力。

关键词:白光干涉;;轮廓测量;;抗振;;有效计算区域;;最小二乘迭代