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数字刀口检测技术的研究

张艳  
【摘要】:刀口检测具有设备简单、成本低、检验精度高、非接触性测量无损伤、速度快等优点,但由于传统的刀口检测只能定性,不能定量的缺点,多年来一直没有得到突破性发展。随着计算机技术、图像处理技术的发展,使刀口检测数字化成为可能,给刀口仪配上CCD作实时图像采集、图像处理,运用计算机对检测图像进行分析处理,可以快速得到定量的检测结果,大大拓展了刀口检测的应用领域。 论文阐述了国内外在光学元件面形检测的研究现状,介绍了各种光学元件面形的常用检测方法,明确了数字刀口检测技术这一研究课题的现实意义和实际应用价值,详细介绍了数字刀口检测的关键技术,并利用数字刀口检测技术对大口径光学元件和微光学元件进行了实验验证。所取得的主要研究成果包括: 一、根据刀口检测的原理,比较分析了刀口切割理想像点和实际像点的图像差异,明确提出了刀口检测中暗场阈值的概念,首次给出了相应的数学表达式。 二、结合具体的象素灰度随刀口位置变化的关系曲线,经过分析比较,首次选用了Boltzman模型进行曲线拟合,并给出了相应的数值计算方法。选择Boltzman模型有以下优点:不仅模型中各参数的物理意义明确,而且能简化计算过程,减小了计算量。 三、针对大口径光学元件的特点,结合数字刀口检测技术的实验思想,抓住实际面元相对于理想面元的相对倾斜角这一核心参量,首次建立了大口径光学元件面形的数字刀口检测的几何模型,该模型具有形式简单,适用性广的优点。 四川大学硕士学位论文 四、针对在微光学元件的刀口检测中,阴影图不易识别的难题,根据反复实验 和深入思考,提出了微光学元件阴影图的动态识别法。 五、根据建立的几何模型,确定了实验方案的选择,完成了实验装置设计,建 立了数字刀口检测的实验装置。通过实验测量证实能够恢复出完整的被检 测面形的三维图像,进而可求出被检面形质量评价的有关参数,真正实现 了定量、高速、精确的数字化检测,使刀口检测取得了突破性的技术进步。 六、自行编制了一套进行数字刀口检测处理分析的程序,使得对大口径光学元 件,微光元件的数字刀口检测具有兼容性,具有去离焦处理、面形重构的 功能,能计算得到各项面形检测的评价参数:P一v值,RMS值。 关键词:刀口检测数字化检测大口径光学元件微光学元件面形检测 夕 .........口......


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