大口径非球面的超精密回转扫描测量技术研究

分析了基于衍射准直技术的f-θ透镜系统特性,进而提出一种大口径非球面轮廓测量方法。以二维相位板生成的衍射准直光束为测量基准光束,并以衍射光斑的暗线为位移基准,通过将超精密直线运动和超精密回转运动有机合成,实现了对大口径近平面非球面三维轮廓的回转扫描测量。研制出了实验样机,可测量的大口径非球面直径达500 mm,单点稳定性优于1μrad/200 s,与AK100Fizeau干涉仪的比对测量结果为PV值=0.1λ和RMS值=0.05λ,验证了本文提出的方案能够胜任大口径近平面非球面的三维轮廓检测,为将顺序扫描法拓展至大口径范围深度非球面轮廓测量提供了坚实的理论基础。     

模糊贝叶斯网络模型在卫星导航时频系统可靠性分析中的应用

利用模糊贝叶斯网络方法对卫星导航系统的时间频率分系统的可靠性进行建模和分析.在对时间频率系统故障汇总分析的基础上建立时间频率系统的可靠性模型,并对引发故障的事件进行模糊描述.通过对时频系统发生故障的概率进行计算,可以对系统发生故障的风险进行评估.模糊贝叶斯网络模型提高了故障概率描述的精确性,对系统的可靠性分析更加准确可靠.仿真结果验证了该方法的正确性和可行性.     

Assessment method of numerical integration used in measuring profile based on ultra-precise thin light beam scanning

In order to improve the precision of profile measurement based on ultra-precise thin light beam scanning, an assessment method that compares different numerical integration algorithms in frequency-domain is put forward. The compared numerical integration methods are regarded as recursive digital filters. Through comparing their functions of frequency response in frequency-domain, the delivering role of noise with different frequencies can be analyzed directly and clearly in the process of integrating measured slope data. Analyzing results show that the method of cubic spline is better than trapezoidal, Simpson and 3/8 Simpson rules.     

VC与Matlab接口在图像处理中的实现

以数字图像处理软件开发中降低代码长度和复杂性为目的，依据Mathb与VC接口原理，采用Mathb引擎库和VC6.0相链接的方法，研究了两种不同环境下图像格式的转化问题，并在VC6.0环境中成功调用了Matlb图像处理函数。结果表明，以图像的傅立叶变换为例，通过调用Mathb库函数，代码长度由78行变为7行，极大缩短了应用程序的开发周期。     

表面粗糙度光切显微镜测量系统的研制

以光切法测量原理为基础,采用CCD摄像头和传统光切显微镜,使用VC开发工具和图像处理技术开发了一套材料表面粗糙度测量系统。根据光切显微镜下材料表面粗糙度图像有明显方向性的特征,使用旋滤波方法对图像进行预处理,并与传统的几种滤波方法进行了比较,同时讨论了滤波窗口的大小和切线方向采用的滤波方法对粗糙度测量结果的影响。该测量系统能够测量新国标中的全部参数,并能进行在线测量。介绍了系统的标定方法,对影响测量精度的主要误差因素进行了分析,并对算术平均偏差Ra为3.2μm的标准粗糙度比较样块进行了测量,测得的结果是:Ra约等于2.93μm,相对误差约为-8.5%,低于该系统的示值允许误差。     

大口径非球面的超精密回转扫描测量技术研究

分析了基于衍射准直技术的f-θ透镜系统特性,进而提出一种大口径非球面轮廓测量方法。以二维相位板生成的衍射准直光束为测量基准光束,并以衍射光斑的暗线为位移基准,通过将超精密直线运动和超精密回转运动有机合成,实现了对大口径近平面非球面三维轮廓的回转扫描测量。研制出了实验样机,可测量的大口径非球面直径达500 mm,单点稳定性优于1μrad/200 s,与AK100Fizeau干涉仪的比对测量结果为PV值=0.1λ和RMS值=0.05λ,验证了本文提出的方案能够胜任大口径近平面非球面的三维轮廓检测,为将顺序扫描法拓展至大口径范围深度非球面轮廓测量提供了坚实的理论基础。     

相关函数拟合极值法在二维位相板衍射光斑定位中的影响因素

为了提高相关函数拟合极值法在二维位相板衍射光斑亚像素定位中的计算效率,针对相关函数拟合极值法中的模板大小、拟合窗口大小及相关函数三种影响因素进行了详细分析,分析过程以仿真图像检验法为理论基础。分析结果表明,三种影响因素均对计算效率产生较大影响,整像素搜索时模板和拟合窗口大小的选取对定位精度影响最大。同理,对二维位相板衍射光斑亚像素定位实验中的搜索模板和拟合窗口大小进行了优化设计：最佳模板大小为51×51pixel,拟合窗口的最佳大小为3×3pixel,与选用恰好包含整个衍射光斑时的模板（131×131 pixel）相比较,整个定位过程的计算时间缩短了40%,在不损失定位精度的同时有效提高了计算效率。