專利名稱：一種非接觸式動態(tài)形貌測量方法及測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光應用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸式動態(tài)形貌 測量方法及測量裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)實工作中常常遇到形貌測量問題，例如，對某些耐高溫的材料
進行燒蝕試驗時，需要對燒蝕情況進行動態(tài)測量；再如，對路面的平 整度或汽車輪胎的磨損情況也需要進行測量，以保證其正常使用。但 是，現(xiàn)有技術(shù)中缺少合適的測量方法及測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方便、準確的非接觸式動態(tài)形貌測量 方法及結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的測量裝置，以彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的， 一種非接觸式動態(tài)形 貌測量方法，其特征在于包括以下步驟
1) 將帶片光源的單色光激光器設(shè)置在被測對象的前方，片光 所在平面與被測對象表面平面垂直，激光片光中心線直射被測對象， 將帶有與單色激光器波長相適配的單色光窄帶濾光片的數(shù)字相機設(shè)
置在被測對象的側(cè)前方，
2) 調(diào)節(jié)激光器的俯仰角度Y，使得激光能量最強的地方照射
到被測對象的測量區(qū)域，調(diào)節(jié)相機偏轉(zhuǎn)角度a，使得相機拍攝到被測 對象形貌凹凸變化的測量區(qū)域，
3) 調(diào)節(jié)激光能量和相機光圈，使相機拍攝到的被測對象形貌 凹凸變化的測量區(qū)域圖像清晰，
4) 將上述圖像通過圖像采集卡輸入計算機，配合相機位置角 度微調(diào)，以看到被測對象形貌凹凸變化測量區(qū)域清晰的實時圖像，
5) 拿掉被測對象，將帶有已知深度梯度的標靶放在被測對象的位置，激光器發(fā)射片光，相機拍攝標靶圖像，將圖像存儲到計算機， 得到實際圖像像素點位置和被測對象空間位置定量化的標定圖像，作 為后續(xù)的物體表面形貌圖像的標尺使用，
6)拿掉標耙，放置被測對象，相機實時拍攝物體表面形貌變 化并將圖像存儲到計算機，根據(jù)實時拍攝的圖像和標靶的圖像計算出 被測對象表面形貌變化的動態(tài)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明給出了一種用于上述測量方法的非接觸式動態(tài)形貌測量 裝置，包括發(fā)射單色光的激光器、數(shù)字相機和計算機，數(shù)字相機通過 圖像采集卡與計算機相連接，其特征在于所說的激光器為帶片光源的 單色光激光器，所說的激光器設(shè)置在被測對象前方，片光所在平面與 被測物體表面平面垂直，片光激光束中心線直射被測對象，所說的數(shù) 字相機設(shè)置在被測對象的側(cè)前方，數(shù)字相機鏡頭設(shè)有與激光器片光源 波長相適配的單色光窄帶濾光片。
進一步地，上述測量裝置所說的激光器與數(shù)字相機-被測對象所
在平面的夾角Y不大于30° ，數(shù)字相機和被測對象之間的夾角a為15 °~80°，夾角a優(yōu)選45。。
進一步地，上述測量裝置所說的單色光窄帶濾光片透過的波長偏 差范圍在士20nm以內(nèi)，所說的片光源為厚度不大于lmm的片狀激光 光源。
進一步地，上述測量裝置所說的數(shù)字相機的鏡頭為微距鏡頭，數(shù) 字相機的分辨率為1600X 1200像素。
本發(fā)明的有益效果是方法簡單，使用方便，抗干擾能力強，可以 非接觸式測量高溫火焰環(huán)境下物體的動態(tài)形貌變化數(shù)據(jù)，測量、計算 結(jié)果精確；所需設(shè)備簡單，容易使用操作和維護。其優(yōu)點是
a, 使用廉價的半導體激光器就可以實現(xiàn)對強光背景噪聲的過濾
而不需要昂貴的高能量的脈沖激光器，同時也節(jié)省了脈沖激光器需要 的同步信號設(shè)備的造價；
b, 通過標靶的標定過程來計算實際變化，比一些通過幾何，光學 等方法來計算在適應性、可靠性和穩(wěn)定性上要強，比如通過集合方法來計算就需要嚴格精確的確定一整套設(shè)備布局方案，同時對鏡頭的依 賴性很強，設(shè)備及架子的晃動對計算帶來的誤差也很可觀。
C,如果拍攝高速運動目標時，調(diào)小電子快門就可以解決圖像拖尾 模糊問題。


本發(fā)明有如下附圖
附圖l動態(tài)形貌測量裝置示意圖
附圖2動態(tài)形貌測量裝置俯視示意圖
附圖3動態(tài)形貌測量裝置正視示意圖
附圖4動態(tài)形貌測量裝置標靶示意圖
附圖5動態(tài)形貌測量裝置原理示意圖
附圖6動態(tài)形貌測量裝置軟件程序示意圖
附圖中，1為激光器，2為片光源，3為數(shù)字相機，4為濾光片， 5為計算機，6為被測對象，7為水平導軌，8為球形云臺，9為造成 物體表面形變的熱源，IO為標靶，ll為試驗臺，12為垂直導軌，13 為樣品支架，14為激光片光中心線。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
附圖1 附圖3分別為本發(fā)明動態(tài)形貌測量裝置示意圖、動態(tài)形 貌測量裝置俯視示意圖和動態(tài)形貌測量裝置正視示意圖，包括發(fā)射單 色光的激光器l、數(shù)字相機3和計算機5，數(shù)字相機通過圖像采集卡 與計算機5相連接，所說的激光器為片光源單色光激光器，即，帶片 光源2的單色光激光器，所說的激光器1設(shè)置在被測對象6的正前方， 正對著被測對象，即片光所在平面與被測物體表面平面垂直，激光 片光中心線14直射被測對象(最好直射被測對象中心)，所說的數(shù)字 相機鏡頭設(shè)有與激光器片光源波長相適配的單色光窄帶濾光片4，數(shù) 字相機設(shè)置在被測對象的側(cè)前方。
一、測量裝置的安裝擺放a. 上述測量裝置可以直接固定在試驗臺面ll上；但是為了便 于調(diào)節(jié)，優(yōu)選的方案為激光器1和相機3可以在立體空間范圍內(nèi)隨意 移動轉(zhuǎn)動，而在測量實驗開始前要可以鎖定位置；為此，可以采用公 知的導軌7、云臺8等進行定位，例如，在工作臺面上設(shè)置水平導軌
(圓弧形或直角形)，在水平導軌上設(shè)置兩根可移動的垂直導軌，激 光器1通過云臺6安裝在一根垂直導軌12上，相機3通過云臺8安 裝在另一根垂直導軌12上，這樣，激光器和相機均可以按照測量要 求在立體空間范圍內(nèi)隨意移動、轉(zhuǎn)動、定位。
b. 按照常規(guī)方法，在激光器前端加上公知的片光源2，例如， 安裝兩片圓透鏡組成括束準直將光束壓縮，前端柱凹透鏡展成片狀光
(可采用市售產(chǎn)品，示例型號SM-LIGHTSHEET20);激光器設(shè)置 在被測對象前方，在保證片光所在平面與被測物體表面平面垂直的大 前提下，盡可能使激光片光中心線14 (即激光器光束的中心軸線，) 與物體表面平面的法線之間夾角盡可能小(即片光中心線14盡可能 的垂直于物體表面平面)；為了得到較強的照度，在照射物體表面的 片光不被遮擋(例如，不被造成物體表面形變的熱源9擋住)的前提 下盡可能和被測對象等高；通常，相機與被測對象設(shè)置在試驗臺11 上，因為被測對象的正前方需要設(shè)置試驗設(shè)備，例如燒蝕試驗時，需 要設(shè)i造成物體表面形變的熱源9，所以激光器1可以設(shè)置在略高于 試驗臺面的位置。為了得到較好的測量結(jié)果，激光器光束與數(shù)字相機 -被測對象所在平面的夾角Y盡可能要小，例如可設(shè)定Y角不大于30 ° (即，附圖3中h盡可能小，同時要保證激光光路的暢通)，其中， 30 °、 25 °、 20 °、 15 D、 10 °、 5 °乃至0 。都是可以采用的角度，
該角度越小測量效果越好。
c. CCD相機按照公知技術(shù)和鏡頭、濾光片組裝成為一個整體， 和被測對象等高(即在同一水平面，附圖2、 3中相機和被測對象連 線水平)，擺放在被測對象前方側(cè)面，以便能夠較為清晰的觀測到物 體表面形貌的變化；相機可以設(shè)置在被測對象側(cè)前方15°~80°，其中 15°、 25°、 30°、 45°、 50°、 60°、 70°、 80°都是可以選擇的角度，優(yōu)選45° ;在鏡頭頭部直接加裝或者在鏡頭與相機機身連接處安裝濾光片， 濾光片透過的波長偏差范圍在土20nm以內(nèi)，此偏差范圍越小，對于 背景光的抗干擾效果越好，例如也可以為土15nm、 土10nm、 士5nm; 所說的數(shù)字相機的鏡頭可以采用公知的微距鏡頭，數(shù)字相機的分辨率 可以采用1600X 1200像素或者更高；
d. 計算機安裝與本發(fā)明測量方法相適配的計算軟件，該軟件
可以按照公知技術(shù)編寫，軟件程序示意圖參見附圖6;
e. 相機通過公知的圖像采集卡連接到計算機。
二、 測量裝置的調(diào)節(jié)
a. 調(diào)節(jié)激光器的俯仰角度Y，通電測試使得激光能量最強的 地方(表面亮光最亮)可以照射到被測對象需要測量的區(qū)域，不被測 量區(qū)域邊緣遮擋；
b. 通電測試調(diào)節(jié)激光器片光源部分使所發(fā)出的片光盡可能的 薄，例如片光厚度控制為不大于lmm;
c. 調(diào)節(jié)相機與被測對象之間的角度a ，使得相機拍攝到被測
對象的形貌凹凸變化盡可能明顯，同時保證不能被形貌變化部分的邊 緣擋掉；
d. 激光能量和相機光圈調(diào)節(jié)，通電測試相機可以拍攝到適合 計算的圖像圖像既不過飽和，又可以完全看不到背景；
e. 計算機軟件調(diào)節(jié)，配合相機位置角度微調(diào)，通電測試可以 看到拍攝區(qū)域清晰的實時圖像。
三、 測量裝置的標定-
a.確保被測對象可以固定在準確的空間位置，為此，可以采 用通常的樣品支架13放置被測對象，然后拿掉被測對象，放置標靶， 標靶帶有已知刻度梯度的一面朝向激光光源，利于模擬被測對象實際 燒蝕情況。所說的標靶是經(jīng)過標定的、帶有與被測對象形貌變化測量 范圍相適配的等間隔深度梯度的標準靶件，即，物體表面形貌待計算 方向的位移變化全部包含在標靶深度梯度內(nèi)，用于燒蝕測量的標靶示 例參見附圖4，材料可以采用不銹鋼，形狀可以采用工字型，中間帶有已知的深度梯度刻度，本實施例標靶的具體尺寸為8cm"2cm，中間 臺階尺寸是lmm*lmm (每個臺階)。標耙的設(shè)計原則為標耙、、刻度" 范圍要大于物體表面形變可能的深度變化范圍；放置原則為在空間 位置上體現(xiàn)設(shè)計原則的內(nèi)容。具體標定方法和測量計算方法均可以按 照現(xiàn)有技術(shù)中常用的標定、刻度、實測、計算的方法來實現(xiàn)。
b.步驟二測量裝置的調(diào)節(jié)完成后，鎖定激光器和相機位置， 通電，激光器發(fā)射片光，相機開始拍攝標靶的靜態(tài)圖像，S卩，實際圖 像像素點位置和實際物空間毫米位置，作為標準刻度。
C.同時將圖像存儲下來，用軟件進行計算，得到定量化的標 定圖像，作為后續(xù)的物體表面形貌圖像的標尺使用。即，根據(jù)標靶上 幾個標準點的已知精確尺寸及圖像中對應的精確像素尺寸，利用插值 算法擬合出兩者(實際圖像像素點位置和被測對象空間位置)的對應 關(guān)系曲線。標靶及標靶上"刻度"(標耙的"刻度"即標耙的上面的 小臺階，本實施例每個臺階相差1毫米)的圖像尺寸根據(jù)公知的二維 數(shù)字圖像象素點的位置(像素值)來確定；標耙及"刻度"的實際尺 寸為已知的毫米數(shù)值；下面提供三組物體形貌變化過程中4個時刻點 這兩者的變化數(shù)據(jù)示例-
時刻t(s)圖像尺寸變化(pixl)實際尺寸變化(mm)
000
1301
2551.5
3751.8
d.關(guān)激光器，關(guān)相機。
四、 采圖
拿掉標靶，放置被測對象，保證相機激光器位置沒有發(fā)生變化，
開激光器，在造成物體表面形變的熱源9對被測對象進行燒蝕試驗 時，相機實時拍攝物體表面形貌變化并將圖像傳送到計算機。
五、 通過軟件計算，得出被測對象表面形貌變化的動態(tài)數(shù)據(jù)。此步驟可以和步驟四同時進行，實現(xiàn)實時拍攝實時計算。
以下是本發(fā)明給出的一個工件被燒蝕情況的非接觸式動態(tài)形貌 測量方法的具體實施例。
本方法所使用的裝置如附圖1所示。 步驟一裝置的安裝擺放
a. 本例采用可以互相拼接有可以自由移動的金屬導軌來搭建 主框架，通過光學云臺最終固定相機和激光器，實驗開始后可以鎖定 相機和激光器。
b. CCD相機和鏡頭、濾光片組裝成為一個整體，通過云臺固 定在支架導軌上，調(diào)節(jié)云臺和支架導軌使相機和被測對象等高；
c. 激光器前端加上片光源(片狀光源是一束激光經(jīng)過片光源 裝置后，被空間調(diào)制成具有一定厚度，例如小于lmm，展寬為 10 20mm的光束，照射到物體上就會是一條"一"字亮線)，通過云 臺固定在另一根支架導軌上，調(diào)節(jié)支架導軌，使得激光器正對被測對 象(位于被測工件正前方)，調(diào)節(jié)云臺位置使得在照射物體表面的片 光不被擋的前提下盡可能和被測對象等高；本實施例為燒蝕情況的測 量，試驗中設(shè)有使物體表面燒蝕形變的熱源9，該熱源垂直正對被測 工件6，片光源可設(shè)置在熱源9的上方，片光源和被測對象之間的高 度h盡可能小，亦即所說的激光器與數(shù)字相機-被測對象所在平面的 夾角Y盡可能小，可控制在不大于30°，在激光束不被遮擋的前提下， 該角度越小越好。
d. 計算機安裝配套測量計算軟件；該軟件程序示意圖參見附 圖6，根據(jù)本發(fā)明公開的技術(shù)內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員按照公知軟件 編程方法即可編寫出該軟件程序。
e. 按照現(xiàn)有技術(shù)將相機通過圖像采集卡連接到計算機。 步驟二裝置的調(diào)節(jié)
a.通過云臺上的旋鈕調(diào)節(jié)激光器的俯仰角度，通電測試使得 激光能量最強的地方可以照射到被測區(qū)域；b. 通電測試調(diào)節(jié)激光器片光源部分使所發(fā)出的片光盡可能的
c. 通過支架導軌的移動使得相機偏轉(zhuǎn)工件正面垂直方向45° , 同時微調(diào)相機俯仰，左右視角，使可以拍攝到被測tl區(qū)域；
d. 激光能量和相機光圈調(diào)節(jié)，通電測試相機可以拍攝到適合 計算的圖像由于窄帶濾光片和單色激光光的配合加上相機光圈的調(diào) 節(jié)，在計算機顯示器上的軟件視窗中應該看到的是一幅黑背景，白亮 線的動態(tài)圖像，在白亮線清晰的前提下，調(diào)節(jié)激光能量和相機焦距， 使得亮線盡可能的細。
e. 計算機軟件調(diào)節(jié)，配合相機位置角度微調(diào)，通電測試可以 看到清晰拍攝區(qū)域的實時圖像。
f. 相機和激光器底部云臺調(diào)節(jié)旋鈕鎖定，可移動導軌支架鎖定。
步驟三標定
a. 本例現(xiàn)場存在一固定位置的金屬夾具用于固定工件(即被 測對象)，從夾具上取下工件，將本例根據(jù)夾具的情況制備的標靶放 入夾具內(nèi)。注意標靶比實際工件偏厚，最深臺階又比工件最大灼燒深 度大。
b. 步驟二完成后，鎖定激光器和相機位置，通電，激光器發(fā) 射片光，相機開始拍攝標靶圖像。
c. 同時將圖像存儲下來，用軟件進行計算，得到定量化的標 定圖像，作為后續(xù)的物體被灼燒圖像的標尺使用。
d. 關(guān)激光器，關(guān)相機。 步驟四采圖
拿掉標靶，放置工件，保證相機、激光器底部的云臺旋鈕以及 導軌支架固定螺母沒有被打開過，開激光器，相機實時拍攝物體表面 形貌變化并記錄圖像到計算機。
步驟五通過軟件計算，得出工件表面灼燒形成的坑洞隨時間變 化的動態(tài)數(shù)據(jù)。此步驟可以和步驟四同時進行，實現(xiàn)實時拍攝實時計算。
以下為本發(fā)明實驗裝置的一個具體實施例。 本系統(tǒng)裝置主要包含
A:發(fā)射單色光的激光器，例如下列型號的皆可
VA-I國N畫532 VA-II-N-532
VA-III-N-532_半導體連續(xù)激光器_
本文以功率1500mw、單色光波長532nm的半導體激光器
VA-II-N-532—(技術(shù)型號)為例。
B:集成在激光器前端的光學調(diào)節(jié)裝置，用于產(chǎn)生片光源。這種
裝置可以使激光能量集中，束狀激光壓縮至小于lmm的片狀光源。 C:數(shù)字相機，可采用下列型號IPX-2M30LS; ES2020Mono 。 為求測量精確，相機鏡頭還可更換為微距鏡頭，例如下列型號
的皆可TARMON90mm/F2.8; NIKON 200mm/F4 。
本文例子為NIKON 200mm/F4(技術(shù)型號)的光學鏡頭。 為求測量精確實時，本文例子為分辨率1600*1200的相機
IPX-2M30LS(技術(shù)型號)。通過10米的Camlink線(傳輸速度為
120MB/s)，連接到下述裝置E高檔計算機內(nèi)的圖像采集卡CAMLINK
PCI-EL1(技術(shù)型號)上。
D:對應激光器單色光的窄帶濾波光學鏡片，使相機只接受波長
寬度范圍小于50nrn內(nèi)的光，根據(jù)現(xiàn)場不同情況不同需求可更換不同
的濾光片，例如下列型號的濾光片皆可使用EDMUND
F05-532.0-2.00; EDMUND F 10-532.0-2.00 。
本文例子中使用允許范圍為EDMUND F05-532.0-2.00(技術(shù)型
號)的濾光片。
根據(jù)現(xiàn)場不同情況不同需求可更換不同的濾光片，比如現(xiàn)場為 很強的紅光，則需要濾掉紅光的濾色片，比如現(xiàn)場光線干擾太強，可 更換偏差范圍更小的，例如小于5nm濾光片。
E:高檔計算機，最低配置為CPUCore2， 1GRAM，400GHD操作系統(tǒng)中安裝有與本系統(tǒng)裝置配套的靈活準確功能豐富的 計算軟件，軟件程序參見附圖6，其程序包括硬件控制(相機，激 光器)、實時采圖存儲、標定圖像系統(tǒng)、動態(tài)批處理計算、橫向縱向 多重濾波、批量計算過程圖像輸出、精確數(shù)據(jù)文件輸出、形貌曲線繪 制等，該程序可參照附圖6的要求，按現(xiàn)有技術(shù)進行編寫。
主板上可插與上述CCD相機實時通信的圖像采集卡(例如可 采用型號為CAMLINK PCI-EL1的采集卡)，達到數(shù)據(jù)的實時采集， 便于實時計算。
F:用于給被測對象量化標定的標靶，要求為；等間隔高度臺階 狀的已知尺寸物體
本發(fā)明除了可以測試計算上述實施例中的被灼燒的工件表面形 貌的動態(tài)變化數(shù)據(jù)之外，還可以測量涉及到物體表面形貌、深度、高 度的動態(tài)靜態(tài)數(shù)據(jù)，例如公路路面、輪胎表面等數(shù)據(jù)的測試計算。由 于使用了高能連續(xù)激光器配合光學窄帶濾色片本系統(tǒng)在測量外界光 干擾比較嚴重的情況能夠輕松勝任，可以實現(xiàn)全天候的測量。由于是 非接觸式測量，本系統(tǒng)也擅長于測試高溫的物體表面。
以下為用于測量路面車轍深度的具體實施方案激光片光平面的 法線沿道路行進方向，片光垂直照射路面，在路面上形成一條亮線； 相機放置于片光側(cè)面，相機視角中心線與片光平面具有一定夾角，這 樣對于經(jīng)過片光照射的車轍圖像，如果車轍位置具有深淺不同時，就 會在相機圖像中看到是一條曲線，然后通過類似的軟件標定和數(shù)據(jù)處 理就可以得到車轍的實際深度數(shù)據(jù)。
同樣道理，對于局部固定位置時間連續(xù)動態(tài)變化的形貌，或者大 區(qū)域不同空間位置的連續(xù)掃描，都可以通過上述方式進行形貌參數(shù)測
權(quán)利要求
1.一種非接觸式動態(tài)形貌測量方法，其特征在于包括以下步驟1)將帶片光源的單色光激光器設(shè)置在被測對象的前方，激光片光所在平面與被測對象表面平面垂直，激光片光中心線直射被測對象，將帶有與單色激光器波長相適配的單色光窄帶濾光片的數(shù)字相機設(shè)置在被測對象的側(cè)前方，2)調(diào)節(jié)激光器的俯仰角度γ，使得激光能量最強的地方照射到被測對象的測量區(qū)域，調(diào)節(jié)相機偏轉(zhuǎn)角度α，使得相機拍攝到被測對象形貌凹凸變化的測量區(qū)域，3)調(diào)節(jié)激光能量和相機光圈，使相機拍攝到的被測對象形貌凹凸變化的測量區(qū)域圖像清晰，4)將上述圖像通過圖像采集卡輸入計算機，配合相機位置角度微調(diào)，以看到被測對象形貌凹凸變化測量區(qū)域清晰的實時圖像，5)拿掉被測對象，將帶有已知深度梯度的標靶放在被測對象的位置，激光器發(fā)射片光，相機拍攝標靶圖像，將圖像存儲到計算機，得到實際圖像像素點位置和被測對象空間位置定量化的標定圖像，作為后續(xù)的物體表面形貌圖像的標尺使用，6)拿掉標靶，放置被測對象，相機實時拍攝物體表面形貌變化并將圖像存儲到計算機，根據(jù)實時拍攝的圖像和標靶的圖像計算出被測對象表面形貌變化的動態(tài)數(shù)據(jù)。
2. —種用于權(quán)利要求1所述測量方法的非接觸式動態(tài)形貌測量 裝置，包括發(fā)射單色光的激光器(1)、數(shù)字相機(3)和計算機(5)， 數(shù)字相機通過圖像采集卡與計算機相連接，其特征在于所說的激光器 為帶片光源(2)的單色光激光器，所說的激光器設(shè)置在被測對象前 方，片光所在平面與被測物體表面平面垂直，片光激光束中心線(14) 直射被測對象，所說的數(shù)字相機設(shè)置在被測對象的側(cè)前方，數(shù)字相機 鏡頭設(shè)有與激光器片光源波長相適配的單色光窄帶濾光片(4)。
3. 如權(quán)利要求2所述的非接觸式動態(tài)形貌測量裝置，其特征在于所說的激光器與數(shù)字相機-被測對象所在平面的夾角Y不大于30° ， 數(shù)字相機和被測對象之間的夾角a為15°~80Q ，夾角a優(yōu)選45° 。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的非接觸式動態(tài)形貌測量裝置，其特 征在于所說的單色光窄帶濾光片透過的波長偏差范圍在士20nm以 內(nèi)，所說的片光源為厚度不大于lmm的片狀激光光源。
5. 如權(quán)利要求2或3所述的非接觸式動態(tài)形貌測量裝置，其特 征在于所說的數(shù)字相機的鏡頭為微距鏡頭，數(shù)字相機的分辨率為1600 X1200像素。
6. 如權(quán)利要求4所述的非接觸式動態(tài)形貌測量裝置，其特征在 于所說的所說的數(shù)字相機的鏡頭為微距鏡頭，數(shù)字相機的分辨率為 1600X1200像素。
7. 如權(quán)利要求2或3所述的非接觸式動態(tài)形貌測量裝置，其特 征在于所說的測量裝置設(shè)置在試驗臺(11)上，試驗臺(11)上設(shè)置 有圓弧形或直角形水平導軌(7)，在水平導軌上設(shè)置兩根可移動的垂 直導軌(12)，激光器(1)通過云臺(8)安裝在一根垂直導軌上， 相機(3)通過云臺(8)安裝在另一根垂直導軌上，試驗臺(11)上 設(shè)有放置被測對象(6)和標靶(10)的樣品支架(13)。
8. 如權(quán)利要求4所述的非接觸式動態(tài)形貌測量裝置，其特征在 于所說的測量裝置設(shè)置在試驗臺(11)上，試驗臺(11)上設(shè)置有圓 弧形或直角形水平導軌(7)，在水平導軌上設(shè)置兩根可移動的垂直導 軌(12)，激光器(1)通過云臺(8)安裝在一根垂直導軌上，相機(3)通過云臺(8)安裝在另一根垂直導軌上，試驗臺(11)上設(shè)有 放置被測對象(6)和標靶(10)的樣品支架(13)。
9. 如權(quán)利要求5所述的非接觸式動態(tài)形貌測量裝置，其特征在 于所說的測量裝置設(shè)置在試驗臺(11)上，試驗臺(11)上設(shè)置有圓 弧形或直角形水平導軌(7)，在水平導軌上設(shè)置兩根可移動的垂直導 軌(12)，激光器(1)通過云臺(8)安裝在一根垂直導軌上，相機(3)通過云臺(8)安裝在另一根垂直導軌上，試驗臺(11)上設(shè)有 放置被測對象(6)和標靶(10)的樣品支架(13)。
全文摘要
一種非接觸式動態(tài)形貌測量方法及測量裝置，將帶片光源的單色光激光器設(shè)置在被測對象的前方，片光所在平面與被測對象表面平面垂直，將帶有窄帶濾光片的數(shù)字相機設(shè)置在被測對象的側(cè)前方，激光能量最強的地方照射到被測對象的測量區(qū)域，相機拍攝到被測對象形貌凹凸變化的圖像，將拍攝到的圖像通過圖像采集卡輸入計算機，與帶有已知深度梯度的標靶圖像比較，計算出被測對象表面形貌變化的動態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明使用廉價的半導體激光器就可以實現(xiàn)對強光背景噪聲的過濾，而不需要昂貴的高能量的脈沖激光器，抗干擾能力強，可以非接觸式測量高溫火焰環(huán)境下物體的動態(tài)形貌變化數(shù)據(jù)，測量、計算結(jié)果精確；所需設(shè)備簡單，容易使用操作和維護。
文檔編號G01B11/24GK101619966SQ20091016265
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者程歡慶, 建 虞, 魏潤杰 申請人:魏潤杰