基于双判别器深度卷积生成对抗网络的数字散斑干涉相位条纹修复

1

作者 李仁豪 吴思进 +2 位作者 王昊伟 李伟仙 匡翠方 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第4期80-87,共8页

数字散斑干涉测量技术作为一种高精度的光学非接触式全场测量方法,已经广泛应用于航空航天、高端制造等领域,但由于环境扰动影响,导致得到的相位条纹滤波后经常出现不连续的问题,会对检测结果产生严重影响。为此,提出一种基于双判别器... 数字散斑干涉测量技术作为一种高精度的光学非接触式全场测量方法,已经广泛应用于航空航天、高端制造等领域,但由于环境扰动影响,导致得到的相位条纹滤波后经常出现不连续的问题,会对检测结果产生严重影响。为此,提出一种基于双判别器深度卷积生成对抗网络的相位条纹修复方法,该方法能够学习到相位条纹的独特结构特征,从而有效地修复条纹。实验表明,修复后的条纹图在后续解包裹过程中“拉丝”现象明显减少,提高了相位恢复的准确性。 展开更多

关键词 数字散斑干涉 相位图 条纹修复 深度学习

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散斑条纹自适应寻线滤波

2

作者 赵琪涵 罗凯祺 +2 位作者 蒲嘉祺 姚彦峰 王永红 《光学精密工程》 北大核心 2025年第15期2402-2413,共12页

数字散斑干涉技术测量得到的原始相位图通常受到散斑噪声的干扰,进而影响解包裹结果的准确性与可靠性。为了提升滤波效果,并增强该技术在复杂应用场景中的实用性,提出了一种散斑条纹自适应寻线滤波方法。使用YOLOv8自动识别与定位散斑... 数字散斑干涉技术测量得到的原始相位图通常受到散斑噪声的干扰,进而影响解包裹结果的准确性与可靠性。为了提升滤波效果,并增强该技术在复杂应用场景中的实用性,提出了一种散斑条纹自适应寻线滤波方法。使用YOLOv8自动识别与定位散斑条纹区域,减少无效区域计算;结合波峰特征分析动态规划最优取样路径,提升对复杂条纹结构的表征能力;通过B样条拟合建立局部方差熵评价模型,在量化滤波平滑程度的同时有效保留关键相位跳变信息。实验结果表明,该方法在多种场景下均表现出良好的滤波性能与自动化能力,为数字散斑干涉技术的工程化应用提供了可靠支撑。 展开更多

关键词 数字散斑干涉 滤波评价 自动滤波 自适应寻线

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基于能量的DSPI相位图正余弦降噪 被引量：11

3

作者 肖启阳 李健 +3 位作者 吴思进 杨连祥 董明利 曾周末 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期936-943,共8页

针对数字散斑干涉(Digital Speckle Pattern Interferometry,DSPI)测量中散斑噪声干扰会导致相位提取困难、测量灵敏度降低的问题,提出基于能量的DSPI相位图正余弦滤波法,克服传统滤波方法不具有自适应性的不足,提高了相位图质量。该方... 针对数字散斑干涉(Digital Speckle Pattern Interferometry,DSPI)测量中散斑噪声干扰会导致相位提取困难、测量灵敏度降低的问题,提出基于能量的DSPI相位图正余弦滤波法,克服传统滤波方法不具有自适应性的不足,提高了相位图质量。该方法根据正交小波包能量估算DSPI相位图中的噪声能量;对相位图分别进行正余弦变换,采用均值法平滑处理;利用噪声能量设定滤波阈值,实现相位图有效滤波,文中将噪声能量与正余弦滤波结合可以自适应地进行降噪处理,利用能量控制图像滤波效果。仿真和实验结果表明,基于能量的正余弦滤波法较传统方法可以减少50%的循环次数。证明了本文提出的方法能够有效地对数字散斑干涉相位图进行滤波,提高信噪比。 展开更多

关键词 数字散斑干涉技术 相位图 正余弦滤波 噪声能量

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融合小波与非局部均值滤波的DSPI相位图去噪 被引量：5

4

作者 刘源 吴思进 +2 位作者 李伟仙 司娟宁 牛海莎 《电子测量技术》 北大核心 2023年第20期110-119,共10页

相位图去噪是数字散斑干涉测量的关键技术,但现有以正余弦均值滤波与窗口傅立叶变换滤波为代表的去噪方法在相位保真、自适应降噪、操作简便等方面不能完全满足要求。提出了一种新的自适应相位图去噪方法,首先计算原始相位图的噪声方差... 相位图去噪是数字散斑干涉测量的关键技术,但现有以正余弦均值滤波与窗口傅立叶变换滤波为代表的去噪方法在相位保真、自适应降噪、操作简便等方面不能完全满足要求。提出了一种新的自适应相位图去噪方法,首先计算原始相位图的噪声方差,然后对图像分别进行正弦与余弦变换后得到两幅图像,再对这两幅图像进行小波同态阈值去噪与非局部均值滤波,最后将处理后的两幅相位图反正切运算并再次估计噪声方差,根据图像噪声方差的收敛情况判断是否继续迭代处理,以实现相位图的自适应降噪。实验结果表明:针对同一张含噪相位图与传统正余弦均值滤波相比,本文方法噪声方差减少了0.38、L算子和减少了0.2、SSIM提高了0.16,同时,图像信息熵仅相差0.1。该方法能够有效抑制相位图中的相干噪声,充分保留相位边缘信息,同时能够有效避免因不适当的迭代滤波次数所导致的相位失真或噪声残留。 展开更多

关键词 数字散斑干涉技术 相位图去噪 非局部均值滤波 小波阈值去噪

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数字散斑干涉技术及应用 被引量：26

5

作者 于光 王树国 于俊华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期237-240,共4页

介绍了数字散斑干涉技术在位移、应变、振动和医学诊断等领域中的应用和国内外发展状况。提出了一种新的应用领域———数字散斑干涉技术在语音识别中的应用 ,并对该方法作了介绍 。

关键词 数字散斑干涉技术 dspi 电子散斑干涉技术 ESPI 语音识别

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散斑干涉相位条纹图的频域滤波处理 被引量：32

6

作者 王永红 李骏睿 +2 位作者 孙建飞 刘佩 杨连祥 《中国光学》 EI CAS 2014年第3期389-395,共7页

为了解决在数字散斑干涉技术测量时,散斑干涉相位条纹图像中大量噪声对相位解包裹结果和精度产生严重影响的问题,介绍了一种条纹正余弦分解和频域低通滤波结合的方法,实现了散斑干涉相位条纹图的高精度滤波。该方法的基本思路是在对相... 为了解决在数字散斑干涉技术测量时,散斑干涉相位条纹图像中大量噪声对相位解包裹结果和精度产生严重影响的问题,介绍了一种条纹正余弦分解和频域低通滤波结合的方法,实现了散斑干涉相位条纹图的高精度滤波。该方法的基本思路是在对相位图像进行滤波处理前,先将相位图通过正余弦函数进行映射转换成两幅图,分别经过频域滤波,然后再合成为相位图。这种分解频域滤波方法可以在滤波的同时,有效保留相位跳变信息。实验结果表明：与传统的图像降噪方法相比,该方法能够在保留图像＂尖峰＂信息的基础上,较好地滤除图像中的散斑噪声,方法简单有效,有效解决了传统滤波方法应用在相位条纹图中,相图灰度信息丢失10%~40%的问题。 展开更多

关键词 干涉测量 散斑干涉 相位图 频域滤波 噪声

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数字散斑干涉术物体形变测量 被引量：4

7

作者 董会 周岩 +2 位作者 郭俊 张婉怡 王文生 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期19-22,共4页

基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像... 基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图,用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹.设计高斯低通滤波器,对干涉条纹进行处理,提高了干涉条纹的对比度.提出扫描条纹中心行方法,由条纹中心行一维位相分布获得一维物面变形,实现了散斑干涉条纹的自动判读.试验表明,该方法简洁且实用. 展开更多

关键词 数字散斑干涉术 形变测量 数字滤波器 一维形变

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双精度数字散斑振动测量系统 被引量：4

8

作者 贾书海 乐开端 +1 位作者 赵宏 谭玉山 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期72-76,共5页

给出了一种双精度数字散斑振动测量系统 .该系统结合了普通数字散斑离面振动测量光路和退敏感光路 ,可以对物体的振动进行高精度和低精度 2次测量 ,并利用低精度的测量结果对高精度的测量结果进行相位去包裹 .由于这种去包裹方法是各点... 给出了一种双精度数字散斑振动测量系统 .该系统结合了普通数字散斑离面振动测量光路和退敏感光路 ,可以对物体的振动进行高精度和低精度 2次测量 ,并利用低精度的测量结果对高精度的测量结果进行相位去包裹 .由于这种去包裹方法是各点独立进行的 。 展开更多

关键词 数字散斑 相位去包裹 精度 振动测量系统

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双目视觉DIC测量系统的离面位移测量精度 被引量：6

9

作者 冯秀 陈旭 +3 位作者 徐楠 陈凡秀 谢欣 杨连祥 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期457-462,共6页

采用离面位移测量精度达到10nm～20nm的电子散斑干涉测量系统验证了双目视觉数字散斑相关测量系统的离面位移测量精度。分别用电子散斑干涉测量系统和双目视觉数字散斑相关测量系统同时测量了平板离面位移,并对所测量的位移最大值进行... 采用离面位移测量精度达到10nm～20nm的电子散斑干涉测量系统验证了双目视觉数字散斑相关测量系统的离面位移测量精度。分别用电子散斑干涉测量系统和双目视觉数字散斑相关测量系统同时测量了平板离面位移,并对所测量的位移最大值进行了分析处理及比较。结果表明,双目视觉数字散斑相关测量系统的物体离面位移分布云图与电子散斑干涉测量系统的结果基本相同,且两者位移均方根相差为2.76μm～3.56μm,相对误差为4.59%～7.60%。因此,当被测量物体的离面位移大于4μm时,双目视觉Q400测量系统精度可达到电子散斑干涉测量系统的精度。 展开更多

关键词 数字散斑相关 电子散斑干涉 位移 测量精度

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离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部缺陷 被引量：7

10

作者 许星 王开福 +1 位作者 顾国庆 梁智锦 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期548-552,共5页

为了实现对材料内部较深层缺陷的大小和深度的检测,采用弹性理论分析并结合离面位移数字散斑干涉实验的方法,分析了含内部缺陷试件的离面位移分布,并给出了理论解。同时用数字散斑干涉和数值仿真得出试件的离面位移,将3种方法得到的离... 为了实现对材料内部较深层缺陷的大小和深度的检测,采用弹性理论分析并结合离面位移数字散斑干涉实验的方法,分析了含内部缺陷试件的离面位移分布,并给出了理论解。同时用数字散斑干涉和数值仿真得出试件的离面位移,将3种方法得到的离面位移及其1阶导数的分布做了对比,由对比结果可知,理论、实验及仿真得到的结果非常吻合,并对误差做了分析。从实验得到离面位移的1阶导数可获得缺陷的大小,结合理论计算出缺陷的深度,二者的误差都在允许范围之内。结果表明,利用离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部较深层缺陷具有很高的准确性。 展开更多

关键词 信息光学 数字散斑干涉 数字图像处理 缺陷检测

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生物医学工程中的散斑计量法应用 被引量：6

11

作者 都承斐 丁祖泉 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2006年第1期77-82,共6页

散斑计量法是60年代诞生的实验力学中光测力学的一种,迄今已经得到了很大的发展并在工程各学科领域(包括生物医学)中获得了广泛的应用。本文作者对散斑计量法的基本原理及特点进行了阐述,并分别对散斑照相法、散斑干涉法、电子散斑干涉... 散斑计量法是60年代诞生的实验力学中光测力学的一种,迄今已经得到了很大的发展并在工程各学科领域(包括生物医学)中获得了广泛的应用。本文作者对散斑计量法的基本原理及特点进行了阐述,并分别对散斑照相法、散斑干涉法、电子散斑干涉法、数字散斑相关法和生物散斑法等散斑计量的主要方法及其在生物医学工程领域中应用的发展和现状作了作了概要的介绍。 展开更多

关键词 散斑计量法 散斑照相法 散斑干涉法 电子散斑干涉法(ESPI) 数字散斑相关法(DSCM) 生物散斑法 生物医学工程

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基于面内位移测量和刚体旋转的形貌测量方法 被引量：3

12

作者 代祥俊 戴美玲 +2 位作者 杨福俊 卢位昌 姚亚卿 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1203-1207,共5页

为了方便地获取物体表面的三维形貌,提出了一种基于面内位移测量和刚体旋转2个要素的测量方法.利用与计算机连接的步进电机精确控制物体的旋转,分别采用电子散斑干涉法和数字图像相关法测量旋转物体产生的面内刚体位移,根据位移计算出... 为了方便地获取物体表面的三维形貌,提出了一种基于面内位移测量和刚体旋转2个要素的测量方法.利用与计算机连接的步进电机精确控制物体的旋转,分别采用电子散斑干涉法和数字图像相关法测量旋转物体产生的面内刚体位移,根据位移计算出物体表面各点的相对高度,进而得出物体的三维形貌.采用该方法对边缘有倒角的半圆柱试件进行了测量,并将测量结果与游标卡尺的测量值进行对比,二者非常接近.实验结果表明,电子散斑干涉法测得的最大误差小于1.20%,数字图像相关法测得的最大误差小于1.75%,由此证明了该方法的有效性和可靠性. 展开更多

关键词 形貌 面内位移 旋转 电子散斑干涉 数字图像相关

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便携式数字散斑测振仪研究 被引量：4

13

作者 贾书海 乐开端 谭玉山 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期388-391,共4页

本文介绍一种便携式数字散斑测振仪 ,该仪器具有全场同时测量、灵敏度高、抗干扰能力强和完全自动定量分析的优点 ,可广泛应用于高精度机械的振动特性分析。

关键词 相移 振动测量 数字散斑测振仪 便携式

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一种新的数字散斑振动定量分析系统 被引量：2

14

作者 贾书海 李以贵 谭玉山 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第1期92-96,共5页

在数字散斑干涉(DSP I)测量方法中,数字散斑时间平均法测量振动时得到的是贝塞尔条纹,其定量分析比较困难。该文采用贝塞尔条纹准相移技术进行数字散斑振动定量分析,即在参考光路中引入和物体同频率的偏置参考振动,当参考振动的相位改变... 在数字散斑干涉(DSP I)测量方法中,数字散斑时间平均法测量振动时得到的是贝塞尔条纹,其定量分析比较困难。该文采用贝塞尔条纹准相移技术进行数字散斑振动定量分析,即在参考光路中引入和物体同频率的偏置参考振动,当参考振动的相位改变时,振动条纹会产生移动,这相当于静态余弦条纹的相移,可以采用相移算法对数字散斑振动测量的贝塞尔条纹进行定量分析。文中开发了一种新的数字散斑振动定量分析系统,研制了一种低压光学相移器和测量控制电路,给出了圆周固定圆片和四周固定方铜板的振动测量结果。实验结果表明:采用本系统可以方便地定量测出物体的振动模态。 展开更多

关键词 数字散斑 振动测量 贝塞尔条纹 相移

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数字散斑干涉三维变形测量技术研究进展 被引量：7

15

作者 王永红 包凤卿 +3 位作者 张肖 赵琪涵 陈维杰 闫佩正 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期681-689,共9页

三维变形可以转换为应力/应变分布,是材料性能测试和结构可靠性分析的关键参数。在众多三维变形测量技术中,数字散斑干涉技术可以高精度地测量三维变形信息,在航空航天、汽车、先进制造、土木工程和生物医学等行业发挥着十分重要的作用... 三维变形可以转换为应力/应变分布,是材料性能测试和结构可靠性分析的关键参数。在众多三维变形测量技术中,数字散斑干涉技术可以高精度地测量三维变形信息,在航空航天、汽车、先进制造、土木工程和生物医学等行业发挥着十分重要的作用。从散斑干涉基本原理出发,详细介绍了几类三维变形散斑干涉测量技术,并分析比较各类方法的优缺点;同时介绍了散斑干涉三维变形测量技术的国内外研究进展和最新应用;最后展望了散斑干涉三维变形测量技术在动态同步测量、测量系统简化以及应用范围扩宽等方面的发展趋势。 展开更多

关键词 数字散斑干涉 三维变形测量 面内面外测量 多面外测量

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基于经验小波变换及核概率密度的物体表面变形测量 被引量：6

16

作者 肖启阳 李健 +3 位作者 吴思进 杨连祥 董明利 曾周末 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期145-154,共10页

采用CCD相机采集物体变形前后的散斑图片,利用一维经验小波变换对散斑图片进行逐行分解,获得一系列的固有分量.根据分解后分量的核概率密度函数提出基于核概率密度的自适应降噪法,去除噪声干扰,提取跟变形信息相关的分量并重构,利用重... 采用CCD相机采集物体变形前后的散斑图片,利用一维经验小波变换对散斑图片进行逐行分解,获得一系列的固有分量.根据分解后分量的核概率密度函数提出基于核概率密度的自适应降噪法,去除噪声干扰,提取跟变形信息相关的分量并重构,利用重构后的每一行获得变形前后重构散斑图.采用Hilbert法计算重构后散斑图的相位,对变形前后散斑图相位进行相减,根据相位差进行解包裹获得物体表面变形信息.实验结果表明该方法能够有效地对物体表面变形进行测量,且测量精度较经验模态分解提高4倍. 展开更多

关键词 数字散斑干涉 相位提取 经验小波变换 表面变形 核概率密度估计

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双功能数字散斑干涉位移及空间梯度同时测量 被引量：7

17

作者 李洋洋 吴思进 +1 位作者 李伟仙 董明利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期132-139,共8页

为了满足无损检测中复合材料在复杂载荷下多参数变量评估的需求,提出了一种基于光路复用的双功能数字散斑干涉系统,能够同时实现数字散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量功能.通过控制其中一个反射镜-波片组合,当该组合离位时,构成数字散斑... 为了满足无损检测中复合材料在复杂载荷下多参数变量评估的需求,提出了一种基于光路复用的双功能数字散斑干涉系统,能够同时实现数字散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量功能.通过控制其中一个反射镜-波片组合,当该组合离位时,构成数字散斑干涉测量光路,实现离面位移测量;当该组合在位时,构成数字剪切散斑干涉测量光路,实现离面位移空间梯度的测量.测量过程中只需简单切换该组合的位置就可以实现单次加载下被测物体表面离面位移及其空间梯度的同时测量.该系统光路结构简单、切换效率高,能够同时获得高质量的位移及空间梯度测量结果.实验证明,双功能数字散斑干涉系统既具备高抗干扰能力,又具备高灵敏度测试能力,适合复合材料无损检测现场使用. 展开更多

关键词 散斑干涉术 多功能数字散斑干涉 光路复用 剪切散斑干涉 位移测量 空间梯度测量 无损检测

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塑料包装材料力学与热学特性测量的数字散斑新方法 被引量：2

18

作者 郭勇 王振林 周建伟 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期154-156,共3页

首次将数字散斑相关测量新技术引入包装材料的力学与热学特性研究领域 ,较好地解决了具有粘弹性材料在非常温环境下的特殊测量技术关键。以聚苯乙烯 (PS)泡沫塑料与聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)为例 ,分别测定了线膨胀系数、弹性模量及其蠕... 首次将数字散斑相关测量新技术引入包装材料的力学与热学特性研究领域 ,较好地解决了具有粘弹性材料在非常温环境下的特殊测量技术关键。以聚苯乙烯 (PS)泡沫塑料与聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)为例 ,分别测定了线膨胀系数、弹性模量及其蠕变规律。 展开更多

关键词 塑料包装材料 热学特性 测量 粘弹性 线膨胀系数 非接触测量 数字散斑 力学特性

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形貌与微变形全场光学同时测量方法 被引量：6

19

作者 蒋艳鹏 吴思进 杨连祥 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期67-71,共5页

在实际工程应用中,对材料形貌和结构变形等参量的检测是必不可少的,而且往往需要进行多参量同时测量。针对该背景,采用数字散斑干涉与数字条纹投影相结合的测量方法,设计了一种集成光路,通过在数字散斑干涉实验光路中引入一个投影设备,... 在实际工程应用中,对材料形貌和结构变形等参量的检测是必不可少的,而且往往需要进行多参量同时测量。针对该背景,采用数字散斑干涉与数字条纹投影相结合的测量方法,设计了一种集成光路,通过在数字散斑干涉实验光路中引入一个投影设备,实现物体表面形貌和微变形的同时测量。所提出的方法具有全场非接触测量的优点,且测量光路简单、操作方便、效率高、可靠性强。该方法的形貌测量分辨率优于10μm,形变测量分辨率优于30nm。 展开更多

关键词 数字散斑干涉 数字条纹投影 形貌 微变形

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数字散斑干涉面内变形内窥测量方法研究 被引量：4

20

作者 袁腾飞 吴思进 +1 位作者 李伟仙 杨连祥 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第7期93-98,共6页

针对现阶段数字散斑干涉内窥测量技术只能间接测量物体面内变形的问题,提出了一种双路照明的内窥式数字散斑干涉面内变形直接测量的方法,避免了离面变形对面内变形测量的影响。通过在相移式数字散斑干涉技术中结合内窥镜进行测量,并且... 针对现阶段数字散斑干涉内窥测量技术只能间接测量物体面内变形的问题,提出了一种双路照明的内窥式数字散斑干涉面内变形直接测量的方法,避免了离面变形对面内变形测量的影响。通过在相移式数字散斑干涉技术中结合内窥镜进行测量,并且使用对称分布的多模光纤形成双光路照明,实现了对空腔、深孔或被遮掩物面内形变的高精度测量。实验实现了入口直径为40 mm的空腔内部面内变形直接测量,当工作距离为20 mm时,测量面积可达到300 mm^2,测量分辨率达到68 nm。 展开更多

关键词 数字散斑干涉 内窥测量 面内变形 对称照明

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