基于表面微结构的高精度长度检测方法

摘要

基于表面微结构的高精度长度检测方法，属于高精度长度检测领域，调整测量设备处于水平状态，开启照明光源和图像采集系统；放置待检测物体用防抖驱动的夹具于侧面固定调平；将分辨率测试卡紧贴待测物体表面放置，调整放大镜组一和放大镜组二倍率，获得合适分辨率条纹的图像，由于分辨率测试卡是透明的，同时可以使被检测物体表面的微结构在各自的摄像系统视场中占据合适视场，测量软件计算分辨率并显示；启动图像存储系统，此时平移待测物体，系统开始显示并存储摄像系统输出的数据；计算模块根据测试卡标定的分辨率等参数，计算并存储相邻图像间待检测物体表面微结构的位移量；完成检测，停止图像存储系统，此时直流电机和图像存储模块停止工作。

主权项

基于表面微结构的高精度长度检测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：步骤一，调整测量设备处于水平状态，并开启待测设备侧上方的照明光源(6)，启动第一图像采集系统(10)和第二图像采集系统(12)；步骤二，将待检测物体(5)放置于检测平台上，用四个夹持于待测物体侧面的防抖驱动装置(4)固定并调平检测物体(5)；步骤三，通过位于待测物体(5)正上方的高分辨率第一图像采集系统(10)和第二图像采集系统(12)获得的图像，并将图像传输到上位机显示；调整待测物体(5)，使起始位置位于一级物镜(7)视场内；调整放大镜组一(9)和放大镜组二(11)的放大倍率，使第一图像采集系统(10)和第二图像采集系统(12)视场中的表面微结构信息有适当大小的图形；将分辨率测试卡紧贴待测物体(5)上表面放置，根据测试卡上的条纹间距使用图像识别算法得到条纹的轮廓信息，再利用质心算法获得两个图像采集系统的分辨率；第一图像采集系统(10)是低倍率系统，获得较大视场的图像；第二图像采集系统(12)是高倍率系统，视场小但获得的图形结构比第一图像采集系统(10)精度高，用于精密位移计算；总位移最后由粗位移和精位移融合得到；步骤四，上述步骤完成后，开始测量操作，接到启动命令后，直流电机(1)带动轴承(2)转动，轴承(2)通过固连装置(3)驱动四个模块组成的防抖驱动装置(4)工作，待测物体(5)在驱动装置(4)的带动下向一侧运动，第一图像采集系统(10)和第二图像采集系统(12)采集图像，图像信息通过数传接口传输到计算机实时显示并存储，使用第一图像采集系统(10)的图像数据通过图像识别算法和质心算法获得待测物体的粗位移，同时能够利用电子稳像技术防抖；步骤五，当待测物体移动到待测区域之外后，给出停止命令使直流电机(1)停转，且第一图像采集系统(10)和第二图像采集系统(12)的数据不再存储；步骤六，根据存储的摄影系统的高放大倍率图像数据，选定测量区域的起止位置，计算软件模块根据测试卡标定的分辨率等参数，使用图像识别算法和质心算法获得待测物体的精位移，与粗位移信息融合得到测量结果，在软件中显示区间长度信息。