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《南京理工大学》 2011年
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刀口仪数字化技术的研究

杨斌  
【摘要】:刀口阴影法是1858年由傅科(Foucault)提出的,所以又称为傅科刀口法,是测量光学零件表面的面形偏差和光学系统的波象差的非常灵敏的方法,特别适合于大口径镜面抛修的工艺检验。不过从本质上讲,传统的刀口仪采用肉眼进行阴影判别,是一种定性检测技术。对光学零件、光学系统或光学材料在什么部位上有缺陷、缺陷的方向及其严重程度的判断依赖于检测人员的主观经验,虽然易于进行及时的检测,但相对而言也容易因为个人判断上的误差及眼睛的疲劳而产生误判,是一种定性的判断方法,无法满足现代光学加工中定量分析、定量计算的要求。 随着计算机技术、图像处理技术等机器视觉技术的发展,使数字化刀口仪定量检验技术成为可能。数字化刀口仪是将传统的刀口仪与机器视觉技术相结合,在传统刀口仪的基础上,采用CCD取代人眼,用计算机控制刀口的运动,对会聚点处的光斑进行垂直于光轴方向的上下和左右两个方向的切割,刀口切割光斑形成的阴影图像由CCD接收,并由图像采集卡将图像采集进计算机内。计算机软件对采集的系列图像进行一系列分析、计算和处理,得到光学元件表面面形的波象差,绘出二维径向波象差分布曲线及三维波象差分布图,实现刀口仪的定量测量。 本论文研究数字化刀口仪的相关技术,从机器视觉技术的角度出发,着重研究照明单元、成像光路、三维运动平台的控制、数字图像的采集、数字图像的分析处理、阴影图像处理的数学模型、软件设计和波像差的可视化显示等方面的内容。通过理论分析和工程研究解决了如下关键问题。 1)结构灵巧的刀口仪光源的设计; 2)高精度三维运动平移台的控制; 3)数字刀口仪测试光路的设计、精确调校、刀口的精确定位; 4)数字图像的采集、分析和处理; 5)阴影图像处理的数学建模; 6)数字化刀口仪软件的开发; 7)波像差的二维及三维可视化显示。 通过本论文的研究工作,实现了刀口仪的定量测量,可以用于指导大口径、高精度镜面的加工。对于传统光学测试方法的改进与提高,有一定的启发与借鉴意义。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨敏娜;头盔式近眼显示技术研究[D];西安工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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中国期刊全文数据库 前7条
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