双目视觉相位测量偏折术在镜面测量中的应用

"基于双目视觉的相位测量偏折术 (2009年)" 是一篇发表在2009年3月《四川大学学报(自然科学版)》上的科研论文，主要探讨了利用双目视觉技术来改进传统的相位测量偏折术（Phase-Measuring Deflectometry，PMD）的方法，以便更准确地测量镜面和类似镜面的表面形状。相位测量偏折术是一种非接触式的光学测量技术，广泛应用于精密制造领域，特别是对高反射、高精度表面的检测。 本文由梁礼斌、苏显渝和刘元坤三位作者共同完成，他们来自四川大学电子信息学院。文章首先阐述了相位测量偏折术的基本原理，该原理依赖于光的干涉和衍射现象，通过测量光束在经过被测物体表面反射后的相位变化，进而推算出表面的微小形变。这种方法具有高分辨率和高灵敏度，但传统方法在数据获取和处理上存在挑战。 论文的核心贡献在于提出了基于双目视觉的PMD系统。双目视觉技术借鉴了人类双眼观察物体时的立体视觉原理，通过两个不同位置的探测器同时捕捉图像，来获取被测物体的深度信息。作者将这一理念应用到相位测量偏折术中，设计了一种新的数据获取方法和计算流程，从而提高了面形重建的精度和鲁棒性。 文章详细介绍了数据获取过程，包括采用双探测器来捕获反射光的相位信息，并通过计算机模拟的方式，对一个420mm口径的凹面镜进行了实例分析。在模拟过程中，研究者运用了插值积分技术来处理从双目视觉系统获得的数据，这有助于减少噪声影响，提高面形重建的质量。计算结果显示，即使在存在一定噪声的条件下，该方法仍能保持较高的重建精度，因此适用于自由曲面反射表面的测量。 关键词涉及到的关键技术包括：相位测量偏折术，双目视觉，径向基函数（Radial Basis Function，RBF）以及插值积分技术。其中，径向基函数通常用于插值和拟合，可以有效地处理复杂形状的表面；而插值积分技术则在面形重建中起到了关键作用，它通过填充数据空缺，确保了整个表面形状的连续性和准确性。 这篇论文对现代制造业中镜面及类似镜面的测量技术进行了创新，通过结合双目视觉和相位测量偏折术，提供了一种高效且精确的测量方案，对于提升自由曲面反射表面的测量能力具有重要意义。