摘要：在相移干涉显微镜中增加了自动调焦系统,使其快速获取高清晰干涉图像,提高了三维形貌的测量速度和测量精度。调焦系统采用图像自动调焦方法,分别以图像标准差函数和图像最大熵函数作为粗调函数和精调函数。实验表明本系统自动调焦范围扩大到150m,自动调焦精度为0.3m,调焦时间为4-8s。

摘要：针对大尺寸物体形貌测量应用,设计一种视觉形貌测量新方法。该方法是将两套没有公共视场的单目视觉传感器组合起来联合交汇,分别用于位姿测量和单目多位置交汇测量。位姿测量通过求解PnP问题为单目多位置交汇测量提供位姿信息。单目多位置交汇测量利用位姿测量提供的辅助信息通过光束平差解算出待测物的形貌。分析了系统原理,给出位姿测量PnP算法实现过程,介绍了非公共视场相机的标定方法原理,分析了单目多位置交汇测量的原理并给出实现方法。最后进行了测量方法的验证实验,实验结果表明,在3m×3m的工作范围内系统测量精度为5mm,证明该方法可以用于大尺寸物体形貌测量,且结构简单轻便,具有很强的灵活性。

摘要：基于红外光在半导体材料中的透射特性,将白光扫描干涉方法从可见光波段推广到红外光波段。设计研制了Linnik结构红外光干涉系统,对具有三层台阶结构的微器件进行了无损三维形貌测试。实验结果表明,采用红外光对半导体材料微纳结构透射后的反射干涉技术,可以准确实现微纳结构内部三维形貌测量。可实现百nm量级台阶高度的准确透射测试,纵向测量误差控制在5%以内。该方法可广泛应用于半导体微纳器件结构测量技术领域,实现半导体器件封装后的内部形貌测试、键合界面质量评估以及在线工艺检测等。

摘要：提出一种形貌测量方法,从未标定序列图中同时提取出特征点的三维坐标和摄像机的运动矩阵,实现对目标物体的三维测量。首先用齐次坐标表达了空间点的投影变换矩阵,并根据该矩阵推导出投影比例式,运用投影深度和投影矩阵之间的循环相关性进行迭代运算,得到比普通双目视觉更加精确的深度数据。其次对分解得到的摄像机运动矩阵和空间点坐标施加度量约束。运用基于因式分解的归一化算法,恢复出欧氏空间里的摄像机运动矩阵和空间点坐标。基于这种方法,实现了曲面标记点的坐标测量,得到了三维形貌数据,误差小于0.16mm。

摘要：针对传统接触式测量手段存在的挤压误差、效率低等问题,提出基于外差式多频相移技术的非接触式三维光学形貌测量方法。在论述三维光学形貌测量原理的基础上,分析并设计了三维光学形貌测量方法的功能、工作过程和主要模块,阐述了外差式多频相移光学测量、海量密集点云的优化处理、大尺寸零件全方位精确测量等关键技术。通过该方法能够快速、准确建立固体火箭发动机喷管等零部件的三维数字化模型,为固体火箭发动机的检测及创新设计提供更丰富的基础数据。

摘要：大多数现有的主流结构光测量装置在被测物体的表面上投射单条激光,通过移动装置实现物体表面的扫描重建。为了实现物体表面的在线快速重建,将多线结构光和双目立体视觉理论相结合,设计了一种新的三维测量方法。提出了一种结合形态滤波和Zhang-Suen细化算法的光条骨架提取方法和基于光条序列关系的光条匹配算法,并通过极线约束实现光条上特征点的精确匹配。通过实验验证了方法的有效性,相对误差在3%以内。

摘要：高精度、高完备性的三维形貌测量是精密智能制造与检测的关键技术,但现有的形貌测量传感相对较小的测量范围无法满足大尺寸测量任务要求,为此设计了一种基于多相机跟踪定位技术的大尺寸形貌测量方法,并对其精度和稳定性的性能参数进行评估分析。首先,由基于光栅投影原理的结构光传感器(蓝光扫描仪)获取位于局部坐标系下的待测对象三维点云数据;其次,由固定于蓝光传感器周围的九个相机在线获取蓝光传感器的全局位姿信息;最后,通过蓝光与多相机手眼标定来实现三维数据从局部到全局拼接整合。实验过程中,从拼接后的点云数据中提取被测球的球心坐标并与跟踪仪数据进行精度及稳定性评价;重点分析了机械臂的示教器慢速和自动全速模式的两种运动模式下的测量性能。研究将有助于提高对多相机测量现场在线测量性能认识,为大尺寸坐标测量研究提供重要技术支持。

摘要：形貌检测一直机械零件加工的关键技术,当前机械零件形貌检测方法存在许多不足,形貌检测误差,耗时比较长,为了获得更加理想的机械零件形貌检测结果,设计了基于激光视觉传感器的机械零件形貌检测方法。首先研究机械零件形貌检测的研究现状,找到引起机械零件形貌检测效果差的原因,然后引入激光视觉传感器对机械零件图进行采集,并对原始图像进行去噪、均衡化处理,提取机械零件形貌检测特征,最后根据特征进行机械零件形貌检测,并进行了机械零件形貌检测仿真测试,结果表明,本方法对零件1的检测误差为3μm,对零件2的检测误差为5μm;对零件1的检测时间为7 ms,对零件2的检测时间为6.5 ms;有效减少了机械零件形貌检测误差,提高了机械零件形貌检测精度,具有更高的实际应用价值。

摘要：物体形貌测量中,物体自身的特征信息往往较少,不足以实现三维重建,通过投射液晶编码光栅可以制造出足够的特征点,液晶编码光栅的编码设计及其精确匹配是形貌测量的关键技术。基于液晶显示可控的特性,由计算机控制实现液晶光栅编码的交换,无机械运动。通过液晶光栅编码可以直接获得被测物体形貌特征点信息,提高了测量速度和效率。实验表明,采用粗匹配和基于角点的精匹配方法,可以得到较高的测量精度,测量标准平板平面度测量误差为0.23mm。

摘要：光刻机利用调焦调平测量系统实现对硅片形貌的精密测量,是实现高质量曝光的关键。基于光学三角法实现硅片形貌测量的调焦调平测量技术是目前主流光刻机厂商普遍采用的技术。首先,介绍了光学三角法的测量原理和系统组成。然后,以实现高精度、高速硅片形貌测量为目标,重点分析了调焦调平测量系统的测量方式、工艺适应能力以及相适应成像探测光路涉及的关键技术及演化过程。最后,指出了调焦调平测量系统需要改进和优化之处,以应对极紫外光刻真空环境的要求。