本發(fā)明涉及三維重構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法。

背景技術(shù)：

掃描測(cè)量是一種能適合多種超精密面形測(cè)量的方法，要完成整個(gè)超精密三維面形的掃描測(cè)量可以采用多種掃描路徑，對(duì)于外形為圓形的工件來說，一般可采用徑向掃描測(cè)量的方法。采用商用超精密輪廓測(cè)量?jī)x或者多傳感器誤差分離方法可以高精度獲得各掃描線上的二維截面輪廓，但由于掃描平臺(tái)在不同掃描線之間存在運(yùn)動(dòng)誤差，如果直接將二維截面輪廓進(jìn)行組合就會(huì)影響到三維面形的重構(gòu)精度，因此必須將不同掃描線之間的運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行分離才能更高精度地重構(gòu)出被測(cè)表面的三維面形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠消除各掃描線之間的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法，包括以下步驟：

確定徑向掃描線并選取多條基準(zhǔn)掃描線；

對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行掃描測(cè)量，得到各徑向掃描線和基準(zhǔn)掃描線上的二維截面輪廓；

確定各徑向基準(zhǔn)掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

確定所有徑向掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，并重構(gòu)整個(gè)三維面形；

去掉重構(gòu)后三維面形在任意正交的兩個(gè)方向上的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量，完成被測(cè)表面的三維面形的重構(gòu)。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的確定徑向掃描線并選取多條基準(zhǔn)掃描線，這一步驟具體包括：

選取兩條互相垂直的徑向掃描線作為第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y；

選取一條與第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y均相交的斜向掃描線作為第三基準(zhǔn)掃描線S₁。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的確定徑向掃描線并選取多條基準(zhǔn)掃描線，這一步驟還包括：

選取一條與第三基準(zhǔn)掃描線S₁相交的掃描線作為第四基準(zhǔn)掃描線S₂。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的確定各徑向基準(zhǔn)掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體包括：

調(diào)整第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_X和相對(duì)平移量b_X，確定第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_Y和相對(duì)平移量b_Y，確定第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的確定各徑向基準(zhǔn)掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體包括：

調(diào)整第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_X和相對(duì)平移量b_X，確定第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_Y和相對(duì)平移量b_Y，確定第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的調(diào)整第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_X和相對(duì)平移量b_X，確定第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第一徑向基準(zhǔn)掃描線X設(shè)為水平掃描線，保持第一徑向基準(zhǔn)掃描線X的二維截面輪廓上各點(diǎn)高度值在重構(gòu)三維面形后不變，令該二維截面輪廓的k_X＝b_X＝0。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的調(diào)整第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_Y和相對(duì)平移量b_Y，確定第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，調(diào)整b_Y使得在第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y的交點(diǎn)(0,0)處，第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上重構(gòu)后的三維面形高度相同，則相對(duì)平移量b_Y為：

k_Y＝0；

b_Y＝P_X(0,0)-P_Y(0,0)；

則第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

H(0,Y_j)＝P_Y(0,Y_j)+b_Y，j＝0,1,…,n；

其中，(0,Y_j)表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)的坐標(biāo)，P_Y(0,Y_j)表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓在點(diǎn)(0,Y_j)上的高度值，H(0,Y_j)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(0,Y_j)的高度值。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的調(diào)整第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第三基準(zhǔn)掃描線S₁上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，其相對(duì)平移量為：

其中，和分別表示基準(zhǔn)掃描線X和S₁上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值，所述為第三基準(zhǔn)掃描線S₁與第一徑向基準(zhǔn)掃描線X的交點(diǎn)，所述為第三基準(zhǔn)掃描線S₁與第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y的交點(diǎn)；

將第三基準(zhǔn)掃描線S₁上的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量進(jìn)行調(diào)整，其相對(duì)傾斜量為：

其中，表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上重構(gòu)后三維面形在交點(diǎn)的高度，表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值；

則第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

(X_k,Y_k)表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)的坐標(biāo)，表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓在點(diǎn)(X_k,Y_k)上的高度值，H(X_k,Y_k)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(X_k,Y_k)的高度值。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的調(diào)整第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第四基準(zhǔn)掃描線S₂上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，其相對(duì)平移量為：

其中，和分別表示第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值，所述為第四基準(zhǔn)掃描線S₂與第一徑向基準(zhǔn)掃描線X的交點(diǎn)，所述為第四基準(zhǔn)掃描線S₂與第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y的交點(diǎn)；

將第四基準(zhǔn)掃描線S₂上的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量進(jìn)行調(diào)整，其相對(duì)傾斜量為：

其中，表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上重構(gòu)后三維面形在交點(diǎn)的高度，表示第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值；

則第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

其中，(X_l,Y_l)表示第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)的坐標(biāo)，表示第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓在點(diǎn)(X_l,Y_l)上的高度值，H(X_l,Y_l)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(X_l,Y_l)的高度值。

作為所述的一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的確定所有徑向掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：所述d_i表示所有徑向掃描線中的任意徑向掃描線，

將徑向掃描線d_i上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，其相對(duì)平移量為：

其中，P_X(0,0)和分別表示第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和徑向掃描線d_i上二維截面輪廓在點(diǎn)(0,0)上的高度值；

將徑向掃描線d_i上的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量進(jìn)行調(diào)整，其相對(duì)傾斜量為：

其中，表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁在點(diǎn)上重構(gòu)后的三維面形高度值，表示徑向掃描線d_i上二維截面輪廓在點(diǎn)上的高度值；

則徑向掃描線d_i上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

其中，(X_d,Y_d)表示任意徑向掃描線d_i上各點(diǎn)的坐標(biāo)，表示任意徑向掃描線d_i上二維截面輪廓在點(diǎn)(X_d,Y_d)上的高度值，H(X_d,Y_d)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(X_d,Y_d)的高度值。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法通過選取多條徑向基準(zhǔn)掃描線進(jìn)行光柵式掃描，并通過對(duì)多條徑向基準(zhǔn)掃描線的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量進(jìn)行調(diào)整，從而完成三維面形的重構(gòu)。本發(fā)明不需要依賴掃描平臺(tái)精度，有效消除了掃描平臺(tái)在各掃描線之間的運(yùn)動(dòng)誤差，通過選取多條基準(zhǔn)掃描線能有效提高實(shí)際測(cè)量時(shí)的信噪比，抑制噪聲對(duì)重構(gòu)精度的影響，大大提高重構(gòu)的精度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法的步驟流程圖；

圖2是本發(fā)明一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法中實(shí)施例掃描路徑圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1，本發(fā)明一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法，包括以下步驟：

確定徑向掃描線并選取多條基準(zhǔn)掃描線；

對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行掃描測(cè)量，得到各徑向掃描線和基準(zhǔn)掃描線上的二維截面輪廓；

確定各徑向基準(zhǔn)掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

確定所有徑向掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，并重構(gòu)整個(gè)三維面形；

去掉重構(gòu)后三維面形在任意正交的兩個(gè)方向上的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量，完成被測(cè)表面的三維面形的重構(gòu)。

設(shè)各徑向掃描線d₀、d₁、……d_n上的二維截面輪廓已經(jīng)通過先前的掃描測(cè)量獲得，重構(gòu)三維面形時(shí)各自需要調(diào)整的相對(duì)傾斜量和平移量分別為斜向掃描二維截面輪廓S₁、S₂……需調(diào)整的相對(duì)傾斜量和平移量分別為

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，得到多條基準(zhǔn)掃描線，這一步驟具體包括：

在作為主掃描的方向上選取一條掃描線作為第一徑向基準(zhǔn)掃描線Y₀；

選取兩條互相垂直的徑向掃描線作為第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y；

選取一條與第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y均相交的斜向掃描線作為第三基準(zhǔn)掃描線S₁。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的確定徑向掃描線并選取多條基準(zhǔn)掃描線，這一步驟還包括：

選取一條與第三基準(zhǔn)掃描線S₁相交的掃描線作為第四基準(zhǔn)掃描線S₂。

為了保證所有掃描線都與基準(zhǔn)掃描線有兩個(gè)或兩個(gè)以上的交點(diǎn)，并使得交點(diǎn)之間的間距盡可能大以提高實(shí)際測(cè)量時(shí)的信噪比，可以增加一條基準(zhǔn)掃描線。本實(shí)施例中選擇為與第二徑向基準(zhǔn)掃描線X₀的平行線，也可以選為一條傾斜線。為進(jìn)一步抑制噪聲對(duì)重構(gòu)精度的影響，可以適當(dāng)增加更多的基準(zhǔn)掃描線，需要獲得所有基準(zhǔn)掃描線上的二維截面輪廓。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的確定各徑向基準(zhǔn)掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體包括：

調(diào)整第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_X和相對(duì)平移量b_X，確定第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_Y和相對(duì)平移量b_Y，確定第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的確定各徑向基準(zhǔn)掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體包括：

調(diào)整第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_X和相對(duì)平移量b_X，確定第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_Y和相對(duì)平移量b_Y，確定第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

調(diào)整第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的調(diào)整第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_X和相對(duì)平移量b_X，確定第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第一徑向基準(zhǔn)掃描線X設(shè)為水平掃描線，保持第一徑向基準(zhǔn)掃描線X的二維截面輪廓上各點(diǎn)高度值在重構(gòu)三維面形后不變，令該二維截面輪廓的k_X＝b_X＝0。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的調(diào)整第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_Y和相對(duì)平移量b_Y，確定第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，調(diào)整b_Y使得在第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y的交點(diǎn)(0,0)處，第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上重構(gòu)后的三維面形高度相同，則相對(duì)平移量b_Y為：

k_Y＝0；

b_Y＝P_X(0,0)-P_Y(0,0)；

則第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

H(0,Y_j)＝P_Y(0,Y_j)+b_Y，j＝0,1,…,n；

其中，(0,Y_j)表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)的坐標(biāo)，P_Y(0,Y_j)表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓在點(diǎn)(0,Y_j)上的高度值，H(0,Y_j)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(0,Y_j)的高度值。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的調(diào)整第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第三基準(zhǔn)掃描線S₁上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，其相對(duì)平移量為：

其中，和分別表示基準(zhǔn)掃描線X和S₁上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值，所述為第三基準(zhǔn)掃描線S₁與第一徑向基準(zhǔn)掃描線X的交點(diǎn)，所述為第三基準(zhǔn)掃描線S₁與第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y的交點(diǎn)；

將第三基準(zhǔn)掃描線S₁上的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量進(jìn)行調(diào)整，其相對(duì)傾斜量為：

其中，表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上重構(gòu)后三維面形在交點(diǎn)的高度，表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值；

則第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

(X_k,Y_k)表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)的坐標(biāo)，表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓在點(diǎn)(X_k,Y_k)上的高度值，H(X_k,Y_k)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(X_k,Y_k)的高度值。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的調(diào)整第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：

將第四基準(zhǔn)掃描線S₂上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，其相對(duì)平移量為：

其中，和分別表示第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值，所述為第四基準(zhǔn)掃描線S₂與第一徑向基準(zhǔn)掃描線X的交點(diǎn)，所述為第四基準(zhǔn)掃描線S₂與第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y的交點(diǎn)；

將第四基準(zhǔn)掃描線S₂上的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量進(jìn)行調(diào)整，其相對(duì)傾斜量為：

其中，表示第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上重構(gòu)后三維面形在交點(diǎn)的高度，表示第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓在交點(diǎn)上的高度值；

則第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

其中，(X_l,Y_l)表示第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)的坐標(biāo)，表示第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓在點(diǎn)(X_l,Y_l)上的高度值，H(X_l,Y_l)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(X_l,Y_l)的高度值。

實(shí)際測(cè)量時(shí)，為抑制噪聲對(duì)重構(gòu)精度的影響，可以適當(dāng)選擇更多的徑向或斜向基準(zhǔn)掃描線。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的確定所有徑向掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，其具體為：所述d_i表示所有徑向掃描線中的任意徑向掃描線，

將徑向掃描線d_i上的二維截面輪廓進(jìn)行平移，其相對(duì)平移量為：

其中，P_X(0,0)和分別表示第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和徑向掃描線d_i上二維截面輪廓在點(diǎn)(0,0)上的高度值；

將徑向掃描線d_i上的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量進(jìn)行調(diào)整，其相對(duì)傾斜量為：

其中，表示第三基準(zhǔn)掃描線S₁在點(diǎn)上重構(gòu)后的三維面形高度值，表示徑向掃描線d_i上二維截面輪廓在點(diǎn)上的高度值；

則徑向掃描線d_i上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值為：

其中，(X_d,Y_d)表示任意徑向掃描線d_i上各點(diǎn)的坐標(biāo)，表示任意徑向掃描線d_i上二維截面輪廓在點(diǎn)(X_d,Y_d)上的高度值，H(X_d,Y_d)表示重構(gòu)后三維面形在點(diǎn)(X_d,Y_d)的高度值。

參考圖2，本發(fā)明的具體實(shí)施例如下：

S01、選取兩條互相垂直的徑向掃描線作為第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y；

S02、選取一條與第一徑向基準(zhǔn)掃描線X和第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y均相交的斜向掃描線作為第三基準(zhǔn)掃描線S₁；

S03、選取一條與第三基準(zhǔn)掃描線S₁相交的掃描線作為第四基準(zhǔn)掃描線S₂；

S04、對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行掃描測(cè)量，得到各徑向掃描線和基準(zhǔn)掃描線上的二維截面輪廓；

S05、調(diào)整第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_X和相對(duì)平移量b_X，確定第一徑向基準(zhǔn)掃描線X上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

S06、調(diào)整第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量k_Y和相對(duì)平移量b_Y，確定第二徑向基準(zhǔn)掃描線Y上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

S07、調(diào)整第三基準(zhǔn)掃描線S₁上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第三基準(zhǔn)掃描線S₁上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

S08、調(diào)整第四基準(zhǔn)掃描線S₂上二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量確定第四基準(zhǔn)掃描線S₂上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值；

S09、確定所有徑向掃描線上各點(diǎn)在重構(gòu)三維面形后的高度值，并重構(gòu)整個(gè)三維面形；

S10、去掉重構(gòu)后三維面形在任意正交的兩個(gè)方向上的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量，完成被測(cè)表面的三維面形的重構(gòu)。

從上述內(nèi)容可知，本發(fā)明一種基于徑向掃描測(cè)量的三維面形精確重構(gòu)方法通過選取多條基準(zhǔn)掃描線進(jìn)行光柵式掃描，并通過對(duì)多條基準(zhǔn)掃描線的二維截面輪廓的相對(duì)傾斜量和相對(duì)平移量進(jìn)行調(diào)整，從而完成三維面形的重構(gòu)。本發(fā)明不需要依賴掃描平臺(tái)精度，有效消除了掃描平臺(tái)在各掃描線之間的運(yùn)動(dòng)誤差，通過選取多條基準(zhǔn)掃描線能有效提高實(shí)際測(cè)量時(shí)的信噪比，大大提高重構(gòu)的精度，適用于超精密平面、球面、非球面及自由曲面等面形的掃描測(cè)量。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。